§3 不含碳富勒烯

具有球形或管状结构的富勒烯以及金属-碳烯的出现导致人们对这类特殊结构分子的浓厚研究兴趣，但这种特殊的结构和形状并非是全碳分子或碳原子被部分替代的分子团簇所独有，科学家发现，其他元素的原子也能形成类似富勒烯分子的球形或管状物.1991 年 7 月，以色列魏茨曼科学研究所的科学家特纳（Reshef Tenne）等人首次合成了一种不含碳的笼形管状分子. 当他们在制备用于高性能太阳能电池的二硫化钨时，在电子显微镜下发现二硫化钨分子显示出某种特殊形状，与当时饭岛等人报道的富勒烯巴基套管的图象非常相似，同时电子衍射实验和晶格成象技术也证明了这种分子的封闭笼形管状结构（图 3-8）.类似巴基管，这种二硫化钨分子的管状物也是由一些同心层叠套形成的，类似一个两端封闭的圆柱体.至于这种无机半导体分子为什么能形成巴基套管的结构，一般认为加热可使二硫化钨薄层中排列成六边形蜂窝状结构的原子层发生卷曲，使六边形变为五边形或其他结构，从而使二硫化钨薄层向内弯曲并封闭成为笼形管状物.

由于二硫化钨是一种无机分子，其笼形物可能具有与巴基管不同的性质. 科学家认为这种不含碳的富勒烯管可以在航天应用上用作润滑剂，或者给它添加锂做成可再充电电池，并期望它在光学方面具有重要应用.这种“名不符实”的巴基管的发现还将推动纳米管新材料的研究，开辟一个新的领域.

另外，美国衣阿华州立大学的塞沃夫（S. C. Sevov）等人还发现，在一种由金属元素（包括铟、钠、镍等）形成的六面体相中存在由金属原子形成的球形笼状物，其中包括 D3h 对称的 In74 以及 D3d 对称的 M60（=In48Na12）团簇（图 3-9）.这些金属笼子内部被其他金属原子团簇所填充，类似洋葱状富勒烯，然后通过共用五边形面形成密堆结构，成为一种合金相.另外内斯帕（R. Nesper）也在一种合金中发现具有 C3v 对称性的 Al76 球状物存在.这些金属笼状物虽然不是以自由状态存在，但说明金属原子也能在一定的条件下形成球形网络结构，这些发现有助于推动人们深入探讨大量其他元素是否能形成类似富勒烯分子的结构，使富勒烯科学向更宽的广度和更高的深度发展.