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C60碳分子「圓」成有機光電池 可應用於醫學
最近大家有看英超聯嗎？今季的比賽峰迴路轉，李斯特城於開季前的賠率為1賠5,000，最後成功奪冠，出乎許多球迷的意料。這令我想起香港人很喜歡一句說話：「波係圓嘅。」這句話的起源，不是足球評述員黃興桂或伍晃榮，而是前西德隊教練 Josef Herberger。他的名言Der Ball ist rund（球是圓的）成為了足球語錄中的經典。這句話的意思是，足球是圓的，故可以朝四方八面的方向走，是以比賽亦可千變萬化（Der Ball ist rund, damit das Spiel die Richtung andern kann）。
波真係圓嘅？
踢足球的人都知道，足球其實不是圓的。足球其實有32個面，其中12個是五邊形，另外20個是六邊形。我們稱它為截角二十面體。
柏拉圖立體與阿基米德立體
古希臘時期，幾何學家很喜歡對稱之美。柏拉圖立體（Platonic solids）或正多面體其實是一個凸多面體，這個凸多面體的每個面都是全等的正多邊形，而每個頂點所接連的面數目相同。
其後，歐幾里德在他的《幾何原本》中，證明了只有5個凸多面體（左圖）合乎這個原則，分別為正四面體（tetrahedron）、正六面體（cube）、正八面體（octahedron）、正十二面體（dodecahedron）及正二十面體（icosahedron）。
後者由兩種以上正多邊形組成
如果把柏拉圖立體截角、截邊或截半，可以得出阿基米德立體（Archimedean solid）。阿基米德立體亦是高對稱性的凸多面體，它與柏拉圖立體最大的分別，是它由兩種或以上的正多邊形組成。
阿基米德立體共有13種，其中一種就是截角二十面體（truncated icosahedron），擁有32個面，其中12個是五邊形，另外20個是六邊形，亦即是足球的形狀。
1985年模擬紅巨星化學反應時發現
足球的形狀看似是一個人為的形狀，而非自然界的形狀。直至1985年，萊斯大學（Rice University）的幾位科學家Harold Kroto、James R. Heath、Sean O' Brien、Robert Curl及 Richard Smalley模擬紅巨星（red giant star）大氣層中的化學反應時，發現了由60個碳組成的C60碳分子，我們才知道，自然界其實也有足球狀。C60碳分子是一個空心的籠狀截角二十面體，直徑約為一納米大小。
形似1967年世博會美國館
其中3位化學家Kroto、Curl及Smalley於1996年因為發現了C60碳分子而取得諾貝爾化學獎，諾貝爾獎的評審委員認為「沒有物理學家或化學家可以預計到碳分子的形狀可以這樣高度對稱。」上月底，Harold Kroto爵士於76歲之齡過世。
C60碳分子一般稱為buckyballs或Buckminsterfullerenes 。這個名字取自建築師 Buckminster Fuller，因為buckyballs的形狀與這位建築師於1967年加拿大蒙特利爾舉行的世界博覽會中所設計的美國館（見圖）相似。故此，科學家們以他的名字命名C60碳分子，向他致敬。
小 結
中學化學課程中，我們知道不同的晶體結構的碳分子，為不同的物質及擁有不同的特性。例如鑽石是立方晶體的碳分子，石墨是六角形呈蜂巢狀的薄膜。
現在我們學懂碳分子還可以是空心足球狀的，這個發現引領科學家朝新的方向研究有機化學（organic chemistry），以及認識空心狀的碳分子的特質，如超導現象、抗熱性等，並運用這些特點，設計新的納米物料及電子產品包括有機光電池（organic photovoltaics）。C60碳分子還可以作醫學用途如針對耐藥性細菌、癌細胞及愛滋病病毒，所以發現這個足球狀的碳分子，絕對能改善現代人類的生活。
■吳俊熙博士
作者簡介：畢業於加州大學洛杉磯分校（UCLA），曾在加州的州立大學教授化學，現任教於香港大學。聯絡：www.facebook.com/drbennyng。
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