莱斯大学的化学家们发现，微小的金“种子”颗粒是最常见的纳米颗粒配方之一的关键成分，它与金巴基球是同一种，金巴基球是一种32原子的球形分子，与1985年在莱斯大学发现的碳巴基球是近亲。
碳巴基球是由60个原子组成的空心分子，由已故的莱斯大学化学家理查德·斯莫利共同发现并命名。他将它们命名为“巴克敏斯特富勒烯”，因为它们的原子结构让他想起了建筑师巴克敏斯特富勒的圆顶，而“富勒烯”家族已经发展到包括几十个空心分子。
2019年，莱斯大学的化学家马修·琼斯(Matthew Jones)和梁乔(Liang Qiao)发现，金富勒烯是化学家长期以来用来制造金纳米颗粒的金“种子”颗粒。这一发现是在首次报道合成金巴基球几个月后发现的，它揭示了化学家们几十年来一直在不知不觉中使用金分子。
琼斯说:“可以说，我们正在讨论的是产生任何纳米材料的最普遍的方法。”“原因是它非常简单。你不需要专门的设备。高中生也能做到。”
琼斯、乔和来自莱斯大学、约翰霍普金斯大学、乔治梅森大学和普林斯顿大学的合著者花了数年时间收集证据来验证这一发现，并于最近在《自然通讯》上发表了他们的研究结果。
琼斯是莱斯大学化学、材料科学和纳米工程的助理教授，他说，金纳米颗粒是由分子合成的，这一知识可以帮助化学家揭示这些合成的机制。
“这就是为什么这项工作很重要的大背景，”他说。
琼斯说，研究人员在21世纪初发现了如何在化学合成中使用金种子颗粒，从而产生了许多形状的金纳米颗粒，包括棒状、立方体和金字塔状。
赖斯大学化学、材料科学和纳米工程助理教授琼斯说:“能够控制颗粒形状真的很吸引人，因为这改变了许多性质。”“这是几乎每个人都在使用的合成方法。它已经使用了20年，在整个时间里，这些种子被简单地描述为‘颗粒’。”
琼斯和乔(琼斯实验室的前博士后研究员)在2019年并没有寻找金-32，但他们在质谱分析读数中注意到了它。碳-60巴基球的发现也是以类似的方式发生的。巧合还不止于此。琼斯是赖斯大学诺曼和吉恩·哈克曼化学助理教授。斯莫利与莱斯大学的罗伯特·库尔(Robert Curl)和英国的哈罗德·克罗托(Harold Kroto)共同获得了1996年诺贝尔化学奖，他在2005年去世前曾担任莱斯大学哈克曼化学教授多年。
确认广泛使用的种子是金-32分子而不是纳米颗粒需要多年的努力，包括莱斯大学的韩一墨研究小组最先进的成像技术，以及约翰霍普金斯大学的里戈贝托·埃尔南德斯和乔治梅森大学的安德烈·克莱伯尼小组的详细理论分析。
琼斯说，纳米粒子和分子之间的区别很重要，也是理解这项研究潜在影响的关键。
“纳米颗粒在大小和形状上通常是相似的，但它们并不完全相同，”琼斯说。“如果我制造一批7纳米的球形金纳米粒子，其中一些将有恰好10000个原子，但其他可能有10023或9092个原子。
“另一方面，分子是完美的，”他说。“我可以写出一个分子的公式。我可以画一个分子。如果我制造一个分子溶液，它们在原子的数量、类型和连通性方面都是完全相同的。”
琼斯说，纳米科学家已经学会了如何合成许多有用的纳米粒子，但进展往往是通过试验和错误来实现的，因为对它们的合成“实际上没有机制上的理解”。
“这里的问题很简单，”他说。“这就像在说，‘我想让你给我烤一个蛋糕，我会给你一堆白色粉末，但我不会告诉你它们是什么。’”即使你有食谱，如果你不知道原料是什么，弄清楚原料的作用是什么也是一场噩梦。”
琼斯说:“我希望纳米科学像有机化学一样，你可以制造出任何你想要的东西，拥有任何你想要的特性。”
他说，有机化学家对物质有精细的控制，“因为在他们之前的化学家做了非常详细的机械工作，以了解这些反应运作的所有精确方式。”在纳米科学领域，我们离那还很远很远，但我们到达那里的唯一途径就是做这样的工作，从机械上理解我们从什么开始，以及事物是如何形成的。这是最终目标。”
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