不同科學家重複100次，得到完全一樣的結果；用X射線探測晶體結構；
測定晶體的硬度。老師：我們怎樣評價這個方案呢？石墨能夠轉變成金剛石，最根本的原因是什麼？是外界條件嗎？
學生眾：關鍵在於石墨的結構中每個碳原子還有一個電子，可以形成新的共價鍵，它才表現出這樣的性質。如果沒有電子，僅僅通過改變條件，不可能實現由石墨向金剛石的轉化。
老師：大家想得很對。在探索人造金剛石的過程中我們看到：如果改變微粒間的結合方式得到新的結構，那麼這種物質表現出來的性質必然與原來的不同。
學生眾：碳元素是否隻有這兩種單質呢？老師：人們一直在不停地尋找。人的想象力是非常豐富的，有很多的科學發現恰恰就源於人的這種想象力。下麵看看大家的想象力是不是很豐富。
[展示一個足球]
老師：觀察足球的表麵，你們看到什麼了？學生眾：我們看到很多的六邊形，還有五邊形。老師：在我們剛剛學過的石墨晶體結構中也有六邊形,在足球和石墨的結構模型之間，你會不會產生聯想？有科學家想到了：既然石墨層與層之間距離縮短可形成空間網狀結構，有沒有可能在一定條件下得到一種球形結構呢？如果要是這樣的話,要求層狀結構怎麼變化呢？
學生眾：把層狀結構卷起來。老師：卷起來還有可能得到什麼結構呢？
學生眾：還可能得到管狀結構。
老師：20世紀60年代英國科學家就是這麼想的，英國科學家認為石墨片層卷起後可形成空心的籠狀分子，命名為“石墨氣球”。這在當時雖然僅僅是一種想象，實驗條件無法達到,然而它對於球形分子的發現和製備具有重要的指導意義。人們開始不斷試驗，試圖改變石墨的結構，得到球形的分子。
[展示試驗裝置圖]
老師：科學家在一次實驗中，用激光產生高溫來蒸發石墨，再用惰氣冷卻後，得到了一係列含碳原子數由三十到一百多的固體，用儀器檢測，每次都有一種含碳原子數為60的物質的信號最強，他隨著反應條件的變化，其產物也向著生成㈤的方向變化。由此人們認定，這種物質的結構很穩定。經過測定，發現該物質在400尤時升華，且測得熔沸點比較低，這些性質與金剛石和石墨有明顯不同，人們判斷它是一種新的碳單質，你們能推測它屬於什麼晶體嗎？
學生眾：因為它的熔沸點較低，推測為分子晶體。
老師：確定分子式後，它是不是人們在尋找的球形分子呢？這60個碳原子是怎樣結合成一種非常穩定的結構?人們用很多六元環試著拚出一個球但總也不成功，發現者克羅托聯想起他曾經見過的一座非常優美的建築加拿大蒙特利爾世界博覽會的美國展館的屋頂。
[插入圖片]這是球形的屋頂，具有高度對稱性，非常穩定，全部由五邊形和六邊形組成，真的是球形嗎？在化學家的腦海中想到，球形屋頂的穩定結構也許特殊穩定性有關呢？換句話說，。的結構是否也包括五元環和六元環呢？他為自己的想法感到很興奮，馬上用紙剪了一些五邊形和六邊形，先是拚出半球，繼而真的得到了一個完美的球形的三十二麵體。
[展示英式足球]
老師：它由20個六邊形和12個五邊形組成，恰好與英式足球的拚皮相似。因此又叫足球餘，也叫富勒烯。是迄今為止發現的最圓的分子，具有高度的對稱性。分子之間以範德華力結合,相互作用較弱，有“分子滾珠”的美稱，是極好的潤滑劑。加熱時，0——0間某個鍵會斷開，向籠中填人某些金屬原子，冷卻後，籠又封上，得到的分子具有超導性質。還可將藥物放入籠中，並在表麵造門，在需要藥物被釋放出時，克羅托從激光蒸發石墨的灰燼中得到了球形分子，那麼管狀結構呢？全世界的化學家都在找，他們想盡各種方法，而另一個日本科學家卻把注意力集中到發生反應的電極上。“眾裏尋她千百度，驀然回首，那人卻在，燈火闌珊處。”在陰極上，他發現了納米碳管,是一層石墨片層或幾層石墨片層卷起來得到的。這使得納米碳管具有接近自然界材料理論上的最高強度，比一般的鋼要強幾百倍。同時,納米碳管的重量很輕，比重隻及鋼鐵的1/10，這一優越性能使得納米碳管在複合材料領域有極大應用前景，對航空、航天領域可產生重大影響。據說這是惟一的一種材料，可以做成太空索道從地球一直懸掛到月球，而不被自身的重量所拉斷。老師：碳是一種常見元素，關於碳單質的研究曆史悠久，人們曾認為碳單質的研究已經很完善，然而隨著其家族的發現,這個古老的學科又煥發出新的活力，因此可以說人們對客觀世界的認識是沒有止境的。金剛石、石墨、050和納米碳管的出現,極大地豐富了碳單質家族，它們都由碳元素組成，物理性質卻有很大差別,根本原因是什麼？
學生甲：因為它們的晶體結構不同。在這幾種晶體中，碳原子結合方式不同。金剛石是原子晶體，原子間通過共價鍵結合，因此熔點高，硬度大；㈤家族是分子晶體，分子間通過範德華力結合，因此熔沸點低，且潤滑性能好；而石墨晶體中既有共價鍵，又有範德華力，因此熔點高、硬度較小。晶體結構不同，導致了它們性質上的差異；正因為如此，才有了豐富多彩的碳單質家族。
老師：40年前,諾貝爾獎獲得者、量子物理學家費曼作過一次題為《底部還有很大空間》的演講，被公認為是納米技術思想的來源。“物理學的規律不排除一個原子一個原子地製造物品的可能性。如果我們對物體微小規模上的排列加以某種控製的話，我們就能使物體得到大量的異乎尋常的特性，就會看到材料的性能產生豐富的變化”。而現有的100多種元素，形成了幾千萬種物質，其根本原因也在於它們微粒的結合方式不同，得到不同的結構，表現出不同的性質，才有了豐富多彩的物質世界。