一个无生命的碳棒测验

答:同素异形

元素的同素异形体是该元素的键合结构的修饰。同一元素的同素异形体可以有不同的化学式。例如，O2(我们呼吸的氧气)和O3(臭氧)是氧的化学同素异形体。同素异形体不应与等距结构相混淆，等距结构是对化合物结构的修饰(例如，葡萄糖和果糖具有相同的化学式，但它们在分子上单双键的位置不同)。换句话说，同素异形体是元素的结构修饰，而异构体是化合物的修饰。

答:金刚石和石墨

碳是四价的，也就是说它有四个化学键。这就是有机化学领域如此广阔的原因:碳与其他元素的相互作用包含了各种各样的化合物。

然而，当碳以同素异形体的形式与自身化学键合时，它只能呈现出三种主要结构。钻石是碳结合形成四面体和六角形环时形成的。它的结构非常坚固和稳定，这就是钻石如此坚硬的原因。在石墨中，每个碳原子只使用三个价电子，这形成了一个不那么坚固的排列。结果是一种更脆的可以导电的化合物，因为松散的价电子可以沿着分子的平面携带电流。

答:体系结构

一些最早被发现的富勒烯不是棒状的，而是32面结构，呈测地线圆顶形状。富勒是一位当代建筑师，最著名的作品是建造未来主义的多面圆顶，科学家们以他的名字命名他们的发现。他最著名的作品包括蒙特利尔生物圈和迪斯尼世界EPCOT中心著名的高尔夫球，该中心举办了“宇宙飞船地球”展览。

今天，这种大致呈球形的富勒烯被称为“巴克敏斯特富勒烯”，通常简称为“巴克球”。巴基球由20个六边形面和12个五边形面组成，具体来说是一个“截尾二十面体”。它的形状和足球差不多。圆柱形富勒烯，也被称为碳纳米管，被称为巴基管(不太常见)。巴基管只由六边形组成，但它们的化学性质与巴基球有些相似。

答:在你的壁炉里

富勒烯(特别是巴基球，这是最常见的富勒烯类型)可以在煤烟中发现少量，煤烟本质上是燃烧碳氢化合物燃料形成的不纯碳形式。除了最常见的富勒烯(C60)形式外，人们还可以在自然界中找到C70、C76和C84分子(注:C60仅仅意味着一个分子中有60个碳原子)。C84有84个碳原子)。富勒烯也会在大气中被雷击时少量产生。

它们也可能在一组俄罗斯矿物中自然存在。

答:强惰性，不溶于大多数化合物

有机化学中有一个完整的分支专门研究富勒烯，正如这次测验的标题所指出的那样，富勒烯非常不活泼，而且很难溶解在溶液中。巴基管更难处理，因为与其他富勒烯不同，它们聚集在一起，难以物理分离。科学家们研究富勒烯并试图克服它们的化学性质，因为富勒烯分子的物理和化学性质使它们成为几种科学应用的理想选择。

答:一颗流星或彗星造成了化石记录中最大规模的物种灭绝。

二叠纪-三叠纪大灭绝不像恐龙灭绝的第三纪大灭绝那么著名，但它的戏剧性要大得多。它也被称为“大灭绝”，导致地球上96%的海洋物种和70%的陆地物种灭绝。它发生在2.5亿年前，是地球上有史以来对生命最严重的毁灭。大规模死亡的原因仍有争议，但科学家们现在认为富勒烯为原因提供了证据。在巴基球中空的外壳内耐久的氖气和氩气样本现在表明，与外星物体(最有可能是彗星或流星)的碰撞是造成如此高死亡人数的原因。

答:超导

在18K(-255摄氏度)时，富勒烯变成超导体——也就是说，它们的电阻降至0。内部磁场消失，电流通过超导体可以永远流动。自1991年以来，科学家们已经发现了可以在更高温度下成为超导体的复杂化合物;然而，大多数化合物只能在接近绝对零度的温度下达到超导状态。

常压下，含有铷和铯的C60在33K时可以实现超导。

这些特性促使科学家们将富勒烯作为纳米技术领域的潜力来研究。

答:电池

2007年，伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)的一个研究小组提出了所谓的“纸电池”的理论。液态盐被用作电解质，因此电池可以在-100到400华氏度(-73到149摄氏度)的温度下工作。

此外，人体中的电解质，如血液和汗水，可以用来激活该设备。通过这种方式，科学家们希望纸电池可以为起搏器或其他植入生物化学设备供电。尽管这种电池是安全且可生物降解的，但由于纳米管的相对稀缺性，其固有的成本使其在商业上不切实际，除非找到富勒烯的新来源。

答:太空电梯

乘坐电梯进入太空的想法可以追溯到1895年俄罗斯人康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基的一次沉思。由于资金和所需材料的巨大限制，太空电梯的计划受到了非反应性、强碳纳米管的发现的鼓舞，其大的抗拉强度将是建造电梯所需电缆的理想材料。

2008年，布拉德·爱德华兹(Brad Edwards)博士和菲利普·拉根(Philip Ragan)撰写的一本日本书影响了日本，日本宣布将斥资1万亿日元建造这座电梯。

尽管在2008年之前，科学是可靠的，但建造电梯的成本对于大型项目来说太宏观了。

答:影印机

施乐公司在美国申请了一项使用巴基球作为复印机墨粉的专利。比普通复印机的墨粉小得多，它们大大提高了分辨率。

纳米管也用于显微镜、电路和大量其他技术。自1985年发现以来，它们已成为科学研究和新技术的重要工具。