Рис. Новый наноматериал на основе бора: углеродный бакминстерфуллерен, или «бакибол» (слева), состоящий из 60 атомов углерода, получил свое название в честь геодезической сферы (посередине), популяризированной футуристом Бакминстером Фуллером. 80-атомный борный бакибол (справа) — новейшее дополнение к миру нанотехнологий. Источник: Университет Брауна.

Учёные облучили мишень из бора мощным лазером. Удар выбивает облако атомов бора, которые затем быстро охлаждаются, образуя нанокластеры с различным количеством атомов. Затем с помощью масс-спектрометра кластеры взвешивают, чтобы определить количество атомов в каждом из них. Для исследования формы кластеров используют фотоэлектронную спектроскопию. Далее облучают каждый кластер вторым лазером, который выбивает электрон из структуры и направляет его по длинной трубке (электронная гоночная трасса). Скорость, с которой электрон движется по дорожке, используется для определения спектра энергии связи электронов кластера — показателя того, насколько прочно кластер удерживает свои электроны. Этот спектр кодирует информацию о структуре кластера.

Фотоэлектронные спектры высокосимметричных структур имеют характерные отчетливые пики в распределении энергии связи электронов. Пики в спектре бросались в глаза, что указывало на высокую стабильность и симметричность структуры. Учёные определили, что единственной структурой, способной дать такой удивительно простой спектр, является бакибол.

Полученные результаты не лишены противоречий. Теория функционала плотности, являющаяся золотым стандартом для определения молекулярных свойств, предполагает, что борсодержащий бакибол не должен быть стабильным. Однако после исчерпывающего поиска возможных конфигураций бора, состоящих из 80 атомов, все признаки указывали на бакибол.