Sir Harold Kroto (1998) - C60-Buckminsterfullerene: Not just a Pretty Molecule

Amongst the Nobel Laureates lecturing in Lindau, Sir Harold Kroto would probably earn the award for the most unusual and characteristic way of presenting. This lecture, which is the first he ever gave in Lindau, is no exception

Well, I’ll just shout then, OK? I am going to talk about this molecule, and other aspects of it. Bob Curl has given you a very nice introduction of the discovery at Rice - and as most people know I can’t stand a jacket for very long, so I take that off - and try to explain why it has got a lot of other things going for it. Maybe it’s not much use but it still seems to do something that some people like. The question is why, and I like to show this picture of Brunovsky playing with his grandchild. And I don’t know how many of you had this toy when you were kids, small. Can you put your hands up? Come on, come on! How many people didn’t have it? There are an awful lot of disadvantaged people here in Germany. Anyway, it turns out that one child, every time they picked the cube up, they tried to put it through the round hole, and then they picked the triangular one and put that through the round hole, and whatever it was it was always the round hole, nothing else would matter. And the mother took the child to see a psychiatrist at this point, and the psychiatrist said, “What is it? It doesn’t matter what it is, it is always the same solution, is that right?” His mother said, “Yes.” “Well, there is only one career for this kid, and that is to be a politician, Frau Kohl.” OK. Now then, I think the aspect that is interesting is symmetry. And if we look at these objects we find that they are plutonic structures that were found in Scotland, and they were found something like not that long ago, but they are about three thousand years old. And they were found at the site of the first Glasgow Rangers vs. Celtic football match. In those days British supporters used to carve the stones into nice shapes before they threw them at the opposition! And if we look at the work of Piero della Francesca we see this beautiful drawing of a truncated icosahedron, and if we look at the work of Leonardo da Vinci we see also that he was fascinated by symmetry, and in fact we see something else, and that is that, in fact, that he was left-handed, he wrote from right to left, so with modern technology we can change it round. Now also the Greeks were very interesting, and they also had a chemistry. In the Timaeus, which is the only decent chemistry book that I have ever seen, one finds a very interesting statement and I hope you can read that. bounded by surfaces and all rectilinear surfaces are composed of triangles.” I hope that is clear to everyone here, because on the basis of that Plato developed the chemistry, and that there were only five elements in this and these are the Platonic structures. Now, it turned out that when I became a spectroscopist, I discovered a very similar statement in the work of van Vleck, which was that practically everyone knows that the components of total angular momentum of the molecule relative to X, Y, Z fixed in space satisfy this commutation relationship. Now, we came to Lindau on Saturday, and walked around Lindau island and we found that there was not a single person on Lindau island that actually knew this. It is quite clear that the previous Nobel Prize winners who have been coming every year have been dilatory and should really go out on the streets and teach them this, because on the basis of these equations we get the periodic table. We get, in fact, when j is zero 2j+1 is one, and if j is one it becomes three and five and so we get the structure of the periodic table. The whole of chemistry is explained by that. And as van Vleck said I ought to know, I thought I’d better do that, and I was told to read the theory of atomic spectra and in that, of course, one comes to the most important page which is this one, which I decided I’d better know this, because this is the interaction of radiation with matter. And symmetries are involved in this. And one reason for having this start is that there is beauty not just in the symmetry of objects but in the symmetry and beauty of the mathematical relationships of angular momentum. And you only have to look at this, which is Dirac’s treatment of the interaction of a photon with a molecule to how realize it’s got to be right because it’s so beautiful it must be right and it’s so beautiful and so powerful you’d better learn it because that’s essentially how you see. Now the question is about fundamental science and before I go into a little bit about C60 it’s important to realize that there are problems with fundamental science and one of them in Britain is the following: that one of the people on the EPSRC Users’ Panel says, “I’m uncomfortable with the idea of blue skies research because it implies an activity with little sense of direction.” Now I was in San Francisco last year and there was a beaten up Volvo, and on the bumper there was this wonderful statement from Tolkien which was: “Not all those who wander are lost.” I believe that is fundamental science. OK? There are many young scientists here today and I think you have a problem, because I don’t think I have too many idols, but I think Feynman probably is one of them, and I take something that was written up just recently about him. And it is here that Schrieffer, who later won the Nobel Prize for his theory of superconductivity, is telling how, in 1956, he heard Feynman give a talk in which he explained in loving detail everything that was wrong with his, Feynman’s, own failed theory of superconductivity, clearly signposting all the false trails so that other researchers could avoid them. Schrieffer had never heard such honesty from a colleague. Now can you image getting a grant and it goes wrong, and writing up that it went wrong and then hoping to get another grant? Well, that’s the problem that we actually face. Well, there are many aspects of science and in fact I’ve got another 3 hours’ lecture in this parliament so the only way I can solve this is to talk 4 times as quickly as I normally talk, which people tell me is too fast. But it’s important to realize that when I first started this, and in fact Professor Mäder is here from Kiel, he will know that really I was a microwave spectroscopist and I used to look in the grass, I hope you can see this, this is my favourite molecule. You might think it’s C60, but my favourite molecule is actually this guy, which is the first carbon phosphorous double bonded species. And I disobeyed Wilson’s rule, I assigned this on the basis of a single line, which Bob knows is something you’re not supposed to do, but if you do that you’d better be right. And I point out that we assigned C60 on the basis of a single line and of course we had to be right on that as well. And during that period of working on phosphorous compounds and other molecules, David Walton actually got me hooked and in fact chained by these carbon chains, to these long carbon chain molecules which I’ll show you here. in space and I ended up with Bob and Rick and Sean O’Brien and Jim Heath and I thought I’d show you these two guys because, this is them, because these are the guys who actually did essentially all the work. I could sit there in front of the machine and these things would just come up and just sit there and Jim and Sean would jump around the apparatus. I’ll put it the right way round so you can see, because we were hard at work drinking Budweiser and Coors and eating chicken fajitas, but also Yuan Liu, who’s back in the States, was also involved in this, so I thought I’d show you this because as you know three guys got the Nobel Prize and the students they got a very good meal, I mean…..But don’t worry, you get to be supervisors , too, and your students get very good meals, too, and hopefully you get the big prize. But, in fact, we found ourselves very fortunate that we were working with such a fantastic group of kids and also that this football came over our backyard, really, and I think in many ways it’s a really fascinating story. Well, I won’t bore you with it again, because I heard you already, as I said in this morning’s presentation, that there were two copies of something that a politician or someone had mentioned it. But I will tell you some people complain about the name buckminsterfullerene and, in fact, we had a bit of a discussion, but Bob and Rick basically gave in, because they sort of realized that there was going to be bad news if they didn’t, because it would have an even worse name, which is the correct name of C60 to deal with. This tells you something about IUPAC, because this is the IUPAC name for C60. Now it turns out that when I got back to Sussex, we didn’t have any lasers so we actually tried the carbon arc experiment and it’s an interesting one, and we also had a bell jar and I want to show this picture of Jonathan Hare and, it’s a long story, but we started and then a beautiful paper by Krätschmer and Huffman came out and it was sent to me, and we got back on this because for various reasons we couldn’t get any support for this, and this paper came out and, it’s important to realize that Krätschmer and Huffman did a fantastic piece of real science. I can’t do justice to it, but I knew Wolfgang and we got back onto this project, and one day Jonathan Hare put a red solution on my desk. In fact, he left it over the weekend, put this on my desk, and on the Thursday, on the Friday, I got a call from Nature, that’s the journal, and they wanted to ask me whether I would referee this paper and this fax came at 12.05 –‘Solid C60 - a new form of carbon’. And I read this paper through, and I read this through here, now, I hope you can read it, it says it produces a wine-red brown liquid, and I’m looking at something that looks not a lot different to a wine-red brown liquid and thinking “This is not so good!” I mean, I know Germany beats us in the World Cup every bloody time, but this is serious! And anyway, I thought what should I do? Should I commit suicide or go for lunch? Now, it turns out, many of you have been to England, eating lunch in England is roughly the same as committing suicide, as you well know! So, hey man, ‘Würstchen’ isn’t that good either, I tell you, you know! Anyway, as I read the paper through, I think this is one of the great papers of the 20th century, because in that paper there were these crystals of pure carbon. If anybody had said to anybody 1985 to 1990 that you could take pure carbon and crystallize it and use these as Krätschmer and Huffman and their students Kostas Fostiropoulos and Lowell Lamb did, then they would just not believe you and they would put you away. Now it turned out that it was absolutely correct and it gave a beautiful crystal structure and as I looked through this paper I realized there was one thing missing, and that there was no NMR in that paper. And my colleague Roger Taylor said he would help us, and he discovered that you could chromatographically separate these into two solutions, a red one which was C70 and a magenta one, and in fact we sent it down to NMR and C60 has in fact got 60 equivalent carbon atoms, and so I thought, well, if we can get the NMR, at least we can salvage a little bit, and we’d ride on the coattails of Krätschmer and Huffman’s beautiful paper with the NMR. And we were looking for a single line, that was wonderful because I like single lines. And in fact, Tony Evans sent us this, right. Now you may think this is a beautiful single line but when we went in Tony said, And he said, “But if you really look hard, see this thing, I reckon that’s C60.” And in fact that was correct. And that’s the first NMR detection of C60, and in fact, we went on to get C70 which is 5 lines. And so, I’d like to show you a picture, you’ve seen one picture, and in fact I’ll show you another picture, this is without the missing woman, she’s left now, we didn’t put her on the paper so she decided she didn’t want to be on the picture, but in fact the group at Sussex is Dave Walton, Roger and Abdul Sattar and Jonathan Hare, who actually really believed he had C60 and put this on my desk. Before going, we should really pay, I think, real respect to many people, but I think also as well, I hope you can read all this now, but in fact here on page 178 is C60. There were others that Bob mentioned and that it’s really very, very, very nice that it was thought of by Japanese scientists. Well, what can you do with it? Before I go I’m going to show you that you can do chemistry with this fella. One way of doing chemistry, if you’re like me, is to get someone who can do chemistry, to do it, or, you can do something else. You can just take a model and stick the groups on, OK?, which I’ll now do. If you take one pentagon and go one spoke out from each of these pentagons, you can add groups on to it, like this. And if we do that, this is the easy way of doing it - Paul Birkett who made this compound is a superb scientist and he has shown that you can actually make the compound itself - and then put this on here and put that on there. You can put 5 feet onto C60, and you’ve got to have an even number so we can put a hydrogen on here, and now you get a sort of animal that can walk around on 5 legs, bit fossilized, the hydrogen on here balances it up and as you notice we’ve only made the male of the species so far, OK? You can pass that round, OK? Now, what else can you do? You can make these nanotubes, which Bob talked about, and they’re very interesting because they’re half of C60 on one end and half on the other end. They’re a tube of pure graphite and they’re a single molecule. This single molecule could be maybe one day metres long. And, as Bob pointed out, if you can make them in bulk - and that’s something for you smart guys - we’ve done the easy thing, right, you’ve gotta do the hard guy stuff and put them together and make the material that will revolutionise civil engineering and electronics in the future. When I first made it I called it a Zeppelin, for obvious reasons, but the students decided they ought to call it Viagrine now! OK. Well, we’ve only got another two hours left. OK, so let me talk a little bit about what we’ve been doing. We’ve been trying to understand these nanotubes, and I can only talk a little bit about them. They’re fascinating things and the way that they were discovered was again a truly imaginative piece of science by a Japanese Sumio Iijima. And taking the carbon arc here, whilst the rest of us were making C60 as madly as possible, Iijima was probably the world’s greatest electron microscopist and he looked at the tip of the cathode and he discovered that there was in fact a small sort of crust on the cathode, which formed as you kept it going, you get a formation on the cathode, and it had a hard shell, and I hope you can see 7 millimetre diameter. And if you scrape this out and what you get are nanotubes. And, in fact, as it happened, I was the referee of this paper, as well. And here is this first picture of these absolutely sensational sort of structures. And, in fact, what you’re looking at is an electron microscope image, and if you take one of these objects you get a phase relationship only in the edge. As the electron beam goes through here there is a relationship and an interference on the edge which doesn’t occur across the tube. And so electron microscopy is a very nice way of studying this, in fact the carbon nanotubes are probably the best things to study in one of these systems. And there are many things you can do. For instance, you can have helical structures, and in fact they’re very strong because in some carbon fibres, when you crack them, you find that a strong nanotube comes out of the centre. These are from Professor Endo in Nagano. Here is a carbon fibre which has been cracked, and as you pull it apart, a nanotube comes out because they don’t break, they bend, and don’t break. And we’ve been trying to understand these. The other thing that’s quite nice is that they’re called Buckie tubes. That’s quite nice because Buckminster Fuller had patents on these as well. Now I can’t go through these in detail, but we’ve got a really good bunch of students and we made some of these and Mauricio Terrones made this material, which roughly looks like spaghetti. And we wanted to make them straight, so one thing I wanted to do was to take a sort of substrate and grow these things straight out of this, like asparagus. And so we irradiated a silica plate with cobalt on it and made lines on that and we grew from these little clusters, these are cobalt and nickel clusters on a surface, and hoped that they would grow nice and straight. Well, that’s not so straight as you quite clearly see. And now Mauritio, he said, “Well, why don’t we grow them upside down, because, then, you know, gravity will pull them down?” Like any good supervisor, you say, “Well, that’s rubbish,” right? But, like any good student, he doesn’t take any notice, right. As long as he doesn’t blow himself up, it doesn’t matter very much. So, now, anything I say they do the opposite, so what happens is, they did straighten out. So here’s the next lesson: probably 9 out if 10 times, your supervisor is gonna be right, but the tenth time he’s gonna be wrong, and that’s gonna be the real time when it will really be good. And, in fact, it turns out they are quite straight, and very, very interesting. I really can’t do much justice to this, except that we think we’ve got some understanding of how the metal tube actually makes nanotubes. What I think is happening is that amorphous carbon is forming a carbide, say a molybdenum carbide or a tantalum carbide or aluminium carbide, and then this is ordered, so the amorphous material now forms a crystalline carbide, which then segregates as ordered carbon, which forms a tube. It’s the craziest possibility, but it does look as though that’s what might be happening in this particular case. And we’ve got an example of this, which is shown here. You see amorphous material in this and then it forms a sort of carbide-type material which then comes off here and forms a tube. You can see that there’s a three-walled nanotube here, this is a carbide-type material and here is the amorphous-like material. So it’s like meat grinder, you take this meat and you put it through the meat grinder and it orders it. When it segregates it’s now ordered and it can form graphite, graphitic material. We’ve got quite a few examples, this is the best one to show that this type of process can, and does seem to, occur. The other thing I’d like to mention, we’ve got lots of great students, and I don’t know why this was done. When Kuang Hsu looked at electrolysis between carbon electrodes, and here is a carbon crucible, with an electrode dipping into it, and he found some nanotubes in this experiment. And to give you an idea, here are these tubes which are forming in condensed medium. So it looks as though you can actually make these nanotubes by electrolysis and that looks very exciting for the next round of nanoscale engineering. Well, there’s a lot I could talk about, but I’d like to finish off with a few other things that we at Sussex have been involved with, with C60. I don’t know how many books there are left in here, it’s like Christmas, there are another two left. You’ve only got another….. Don’t worry. I’m going to talk about C60 and its relationship to many things, such as science and the media. Here’s one of the problems that we as scientists face and can scientists shake off their mad media image? And it turns out that I know who’s responsible for this problem, and the point is that if only Einstein had cut his hair, I think we wouldn’t have the problem. And, in fact, I cut my hair before coming here for this particular meeting. This is the man who actually invented those beautiful theories, and it presents some sort of problem, because when science gets into the literature and gets into the newspapers, here is an example, a typical one. I know you’re all destined, you want to be scientists, but this is the way the newspapers look at you. I am a carbon copy and there’s a caricature here. I put it up on the noticeboard and one of the students wrote “Fantastic likeness, Harry” here. I made him write an extra thesis for his PhD for writing that. But in Spain it’s much better, because in fact, in Cadiz, when they had me on the front page, here, I was dancing with Naomi Campbell at the time, the flamenco. And the Spanish newspapers didn’t take her photograph, they just took mine, which was very nice. The other thing is, when we discovered the long chains as life’s key might lie among the stars, a student wrote “That’s showbiz” here. I made him write two extra theses for writing that one. But, in fact, when you read that article through, it said the chemicals were discovered thanks to Canadian work in radioastrology and research by the Sussex team. Now, I believe this problem now has to be solved, and the problem is that it’s a language problem. Let me give you an example of language. There are several of these but here is one. The study of fast reactions, the German scientist Manfred Eigen asked Ronnie Bell how the English language would describe reactions which were faster than fast. Ronnie Bell replied “’Damn fast reactions, Manfred!’ And if they get faster than that, English will not fail you, you can call them ‘Damn fast reactions indeed!’” Let me give you an example of science as a language. My friend, Maynard Smith, John Maynard Smith, had to write an article and he was told by the editor of the journal, or the magazine, not to put any equations in it. But he had to put one, and he put this one in, and the editor rang him up and said, “John, you’ve put an equation in. Is it really necessary?” He said, “Yes, it’s really necessary, I have to put that equation in.” And he said, “Well, can’t you please simplify it by cross-multiplying the ‘d’s?” Well, that’s the problem. So how to solve it? Well, before I go on, I’d like to tell you something about, that’s the language in journalism. What about politicians? In the House of Lords, there was a question by Lord Erroll of Hale, who asked Her Majesty’s government what steps they were taking to encourage the use of buckminsterfullerene in science and industry? This was the reply. It actually makes more sense this way than the right way up. Lord Williams of Elvel said, “My Lords, is the noble Lord aware in supplementing his answer, that the football-shaped carbon molecule is also known for some extraordinary reason as Buckie ball?” Well that was something, but Baroness Seear then went on to say, I can say that buckminsterfullerene is a molecule composed of 60 carbon atoms, known to chemists as C60, those atoms form a closed cage made of 12 pentagons and 20 hexagons that fit together like the surface of a football.” And then my favourite question. sound up on the roof, and they looked up and there was the one person who knew the answer. It turns out that your DNA is only about 0.01 per cent difference from this guy; it’s about 10% difference from the guys in the House of Lords, though, so don’t worry. Well, what can we do to solve this problem? And there are so many young students here today. Well, let me tell you that it’s something to do with education. And C60 and the work that you do, you have to find ways of making it exciting and realizing that the things that excite you about science can excite young kids. Not just in Germany but in Japan. And also here are some Hispanic kids whose first language is Spanish, in Santa Barbara, and we do not only just show these things, we actually do some real mathematics using Euler’s Law and taking the number of faces plus the number of corners minus the number of edges is equal to two. Now, as Bob told you, Rick and I and none of us knew this, but it’s a fantastic formula, because we can take a cube, OK, with six faces, and eight corners, and subtract the twelve edges with kids, and show them with the use of formula it comes out with two, they learn something about symmetry, OK. And that’s how we do a fair amount of science with them. Not only that they go around and they make these little molecules, they can actually do lots of things, like they can experiment with these, make hats out of C60. I want to now finish with the last thing that we’ve been involved with, and that is, we’ve now set up a trust to make science films for television and I hope you’ll all take this website down, and in fact there are some leaflets down here in the right-hand corner. I’m going to put them down. We’ve made 30 programmes and they’re real scientists’ programmes. In fact, we’ve made the first programme, which actually shows what a fantastic communicator Sir John Cornforth is. He has been here, but he’s been deaf since the age of twenty, that’s one of the most important programmes that we’ve ever made. We’ve made programmes by David Miller, “There ain’t nothing nowhere” talking about the structure of the vacuum. We’ve made programmes on the origin of life, Bill Klemperer on chemistry and interstellar space. Science and fine art. Jocelyn Bell who discovered the pulsar - that programme is there as well. We’re now within sight of a science night on UK television and hopefully on European television. And I think the scientific community has got to get together now to actually solve this problem. The best one so far that we’ve made is this one on the structure of DNA, and I don’t know that I can show this, but I’ll have a go, because each of these programmes has some real science in it. Hopefully we can do this display. Let me see whether I can show it. Now then, on this slide I have a set of horizontal lines. Can anybody see anything on that with a set of spots? Probably at the back you can’t, but you can come up later and see this. Anyway by going through this, if you have a set of horizontal lines you get a set of vertical dots, I just don’t have a powerful enough laser to show it here. But, anyway, when you go through this, you get to a zig-zag, and when you look at the zig-zag you get a cross. Can anyone…. Who can see a cross? OK, wonderful eyesight you Germans have got. Now I can’t see where you are. Right, I’ve got a set of horizontal lines, OK. Can you see that? Now then this is a set of lines at an angle and any other angle, now a zig-zag, and the crucial thing is that zig-zag is a cross. Now then, when you go to a helix, it’s also a cross, but when you get to the double helix - can any of you see a missing spot? That is exactly Rosalind Franklin’s X-ray pattern of DNA. This is going to be the way that perhaps the greatest discovery of the 20th century was actually made. And you can just do a Fourier transform with a hand-held laser and a slide like this. And one of our programmes with Amand Lucas actually shows that. We’ve got those programmes, each one is a scientific programme and on television in the future we’ve got to have real science. I’m going to finish off, I think, with my last slide, if I can find it, because I think it’s nearly now finished. Yes, here we go. The first thing is that, I’d like to show the last but one slide, because it pertains to this fantastic couple of lectures that we had before. And I’m sure Mario Molina’s lecture will be equally stimulating, equally problematical, and maybe most of your students should actually try and help and solve this problem. But I’ve got this that I want to show you, because it’s the way that I feel. I was sent from another planet with a message of goodwill from my people. The message says: ‘Dear Earth people. When you finally at last destroy your planet and have no place to live, you can live with us and we will teach you how to live in peace and harmony. And we will give you a coupon fit for 10% off all deep-dish pizzas, too.’” He’s my sort of guy. And I’m sure he’s Sherry Rowland’s and Mario Molina’s and Paul Crutzen’s sort of guy as well. Yes, OK; C60 hasn’t done much, but I tell you, anything that can get a kid to look like this has got to be good. Thank you very much.

Ich werde einfach laut sprechen, in Ordnung? Ich spreche über dieses Molekül, und weitere damit zusammenhängende Gesichtspunkte. Bob Curl hat Sie sehr schön mit der Entdeckung an der Rice University bekannt gemacht - wie die meisten wissen, halte ich es in einem Sakko nicht lange aus, also lege ich es ab. Und ich versuche zu erklären, warum diese Entdeckung noch viel mehr zu bieten hat. Sie ist vielleicht nicht sehr nützlich, aber sie scheint doch etwas an sich zu haben, was manchen Menschen gefällt. Die Frage lautet: Warum? Ich möchte Ihnen dieses Bild von Brunovsky zeigen, wie er mit seinem Enkel spielt. Ich weiß nicht, wie viele von Ihnen dieses Spielzeug hatten, als Sie kleine Kinder waren. Können Sie bitte die Hände heben? Nur zu! Wie viele haben es nicht gehabt? Hier in Deutschland gibt es schrecklich viele benachteiligte Kinder. Jedenfalls gab es da dieses Kind, das jedes mal, wenn es den Würfel nahm, versuchte, ihn durch das runde Loch zu stecken. Dann nahm es das dreieckige Teil und steckte das durch das runde Loch. Was auch immer es war, stets wurde das runde Loch gewählt, nichts anderes kam in Frage. Die Mutter nahm das zum Anlass, mit dem Kind zu einem Psychiater zu gehen, und der Psychiater sagte: Die Mutter sagte: "Ja." "Nun, für dieses Kind gibt es nur eine Karriere - es muss Politiker werden, Frau Kohl." Nun gut. Ich denke, das Interessante daran ist die Symmetrie. Wenn wir uns diese Objekte ansehen, stellen wir fest, dass es sich um platonische Strukturen handelt, die man in Schottland gefunden hat. Man fand sie ungefähr... das ist noch nicht sehr lange her, aber sie sind etwa dreitausend Jahre alt. Der Fundort ist die Stelle des ersten Fußballspiels von Glasgow Rangers gegen Celtic. In jenen Tagen bearbeiteten britische Fans die Steine zu netten Formen, bevor sie sie auf die Gegner schmissen. Piero della Francesca schuf diese schöne Zeichnung eines abgeschnittenen Ikosaeders, und wenn wir uns das Werk von Leonardo da Vinci ansehen, stellen wir fest, dass auch er von Symmetrie fasziniert war. Wir stellen noch etwas anderes fest, nämlich dass er Linkshänder war - er schrieb von rechts nach links. Mithilfe der modernen Technik können wir es umdrehen. Auch die alten Griechen sind hochinteressant, sie kannten auch schon die Chemie. Im Timaios, dem einzigen ordentlichen Chemiebuch, das ich kenne, findet sich ein sehr interessanter Satz; ich hoffe, Sie können das lesen. "Zunächst ist es jedermann klar, dass Feuer, Erde, Wasser und Luft Körper sind, und alle Körper sind Stoffe. Stoffe wiederum werden von einer Oberfläche begrenzt, und alle rechtwinkligen Oberflächen bestehen aus Dreiecken." Ich hoffe, das ist jedem hier klar, denn auf dieser Grundlage entwickelte Platon die Chemie, in der es nur fünf Elemente gab; das sind die platonischen Strukturen. Als ich Spektroskopiker wurde, entdeckte ich eine sehr ähnliche Aussage im Werk van Vlecks. Demnach weiß praktisch jeder, dass die Komponenten des Gesamtdrehimpulses des Moleküls relativ zu X, Y, Z fixiert im Raum dieser Austauschbeziehung entsprechen. Nun - am Samstag kamen wir in Lindau an, wir gingen auf der Insel herum und stellten fest, dass es auf der Insel Lindau niemanden gab, der das wusste. Es ist ziemlich klar, dass die früheren Nobelpreisträger, die jedes Jahr hierher gekommen sind, etwas versäumt haben - sie hätten auf die Straße gehen und die Leute darüber unterrichten sollen, denn auf der Grundlage dieser Gleichungen kommen wir zum Periodensystem. Wenn j Null ist, ergibt 2j + 1 = 1, und wenn j eins ist, wird daraus drei bzw. fünf; so kommen wir zur Struktur des Periodensystems. Die gesamte Chemie lässt sich dadurch erklären. Und wie van Vleck sagte, sollte man das wissen; ich dachte mir, das sollte ich wirklich, und man riet mir, die Theorie der atomaren Spektren zu lesen. Darin kommt man unweigerlich zur wichtigsten Seite, nämlich zu dieser hier. Ich beschloss, darüber Bescheid zu wissen, denn das ist die Wechselwirkung von Strahlung mit Materie. Symmetrien sind auch daran beteiligt. Ein Grund dafür, damit zu beginnen, ist darin zu sehen, dass die Schönheit nicht nur in der Symmetrie von Objekten liegt, sondern auch in der Symmetrie und Eleganz der mathematischen Beziehungen des Drehimpulses. Sie müssen sich nur das hier ansehen, Diracs Abhandlung über die Wechselwirkung eines Photons mit einem Molekül, um zu wissen, dass sie richtig sein muss, denn sie ist so elegant, sie muss einfach richtig sein. So elegant und kraftvoll ist sie, dass Sie sie lieber lernen sollten, denn das ist im Wesentlichen die Art und Weise, wie Sie sehen. Nun, es geht um die Grundlagenwissenschaft, und bevor ich etwas über C60 erzähle, möchte ich, dass Ihnen eines klar wird: Mit der Grundlagenwissenschaft gibt es Probleme. Eines davon in Großbritannien ist das folgende: Eine Person an den Schalthebeln des EPSRC sagt: Nun - letztes Jahr in San Francisco sah ich einen demolierten Volvo, auf dessen Stoßstange dieser wunderbare Satz von Tolkien zu lesen war: "Nicht alle, die zu Fuß gehen, haben sich verirrt." Ich denke, das ist Grundlagenwissenschaft. Einverstanden? Heute sind hier viele junge Wissenschaftler versammelt, und ich glaube, Sie haben ein Problem... Ich denke nicht, dass ich sehr viele Idole habe. Feynman ist wahrscheinlich eins, und ich zeige Ihnen etwas, das erst kürzlich über ihn geschrieben wurden. Hier ist es. Schrieffer, der später für seine Theorie der Superleitung den Nobelpreis erhielt, erzählt, wie er im Jahr 1956 einen Vortrag von Feynman hörte, in welchem dieser mit viel Liebe zum Detail alles erklärte, was an seiner, Feynmans eigenen gescheiterten Theorie der Supraleitung falsch war. Dabei schilderte er alle Irrwege klar und deutlich aus, so dass andere Forscher diese Pfade vermeiden konnten. Schrieffer hatte bei einem Kollegen noch nie so viel Ehrlichkeit erlebt. Stellen Sie sich vor, Sie erhalten Forschungsgelder, und die Sache geht schief. Wenn Sie schreiben, dass es schiefgegangen ist, hoffen Sie dann auf erneute Forschungsgelder? Das ist das Problem, mit dem wir konfrontiert sind. Die Wissenschaft hat viele Facetten, ich könnte noch drei Stunden länger darüber sprechen. Dafür gibt es nur eine Lösung - ich muss viermal so schnell sprechen, wie ich das normalerweise tue, was, wie ich mir sagen lassen musste, auch schon zu schnell ist. Doch es ist wichtig zu wissen, dass, als ich damit begann... Professor Mäder aus Kiel ist hier, er wird wissen, dass ich wirklich ein Mikrowellen-Spektroskopiker war. Ich sah mir das Gras an, ich hoffe, Sie können das sehen, das ist mein Lieblingsmolekül. Sie denken vielleicht, es ist C60, doch mein Lieblingsmolekül ist in Wirklichkeit dieser Bursche, bei dem es sich um den ersten Vertreter der Kohlenstoff-Phosphor-Doppelbindung handelt. Und ich missachtete Wilsons Regel, ich synthetisierte es auf der Grundlage einer einzelnen Zeile, was man, wie Bob weiß, nicht tun soll - doch wenn man es tut, sollte man besser richtig liegen. Ich weise darauf hin, dass wir C60 auf der Grundlage einer einzelnen Linie synthetisierten, und natürlich mussten auch wir damit richtig liegen. In jener Zeit der Arbeit an Phosphorverbindungen und anderen Molekülen macht mich David Walton süchtig nach diesen Kohlenstoffketten, die mich gewissermaßen fesselten - diese langen Kohlenstoffkettenmoleküle, die Sie hier sehen. und wie Sie heute wissen, entdeckten wir diese im Weltraum. Ich landete bei Bob und Rick und Sean O'Brien und Jim Heath, und ich habe mir gedacht, ich zeige Ihnen diese beiden Jungs - das sind sie - denn eigentlich haben sie im Wesentlichen die ganze Arbeit gemacht. Ich konnte mich vor die Maschine setzen, und diese Dinge würden einfach zum Vorschein kommen. Ich saß da, während Jim und Sean um den Apparat herumsprangen. Ich drehe es richtig herum, damit Sie es sehen können... wir waren schwer damit beschäftigt, Budweiser und Coors zu trinken und Chicken Fajitas zu essen. Yuan Liu, der wieder in den Staaten ist, war ebenfalls daran beteiligt. Ich habe mir gedacht, ich zeige Ihnen das, denn wie Sie wissen, bekamen drei Leute den Nobelpreis, und die Studenten bekamen sehr gut zu essen. Aber machen Sie sich keine Sorgen, auch Sie werden einmal Ausbilder, auch Ihre Studenten bekommen gut zu essen, und Sie bekommen hoffentlich den großen Preis. Aber im Ernst - wir schätzten uns sehr glücklich, dass wir mit einer derart fantastischen Gruppe von jungen Leuten arbeiten konnten, und auch, dass dieser Fußball über unseren Hinterhof gesegelt kam. Ich denke, das ist in vielerlei Hinsicht eine faszinierende Geschichte. Ich werde Sie damit nicht noch einmal langweilen, denn ich habe von Ihnen gehört - ich sagte das schon bei der Präsentation heute Vormittag -, dass es zwei Exemplare eines Schriftstücks gibt, wonach ein Politiker oder sonst jemand darüber gesprochen hat. Sie sollten aber wissen, dass Einige mit dem Namen Buckminster-Fulleren nicht einverstanden sind. Auch wir hatten eine kleine Auseinandersetzung, doch Bob und Rick gaben schließlich nach - hauptsächlich deshalb, weil ihnen klar wurde, dass sie sonst Schlimmes zu erwarten hätten, denn dann hätte es einen noch schlimmeren Namen bekommen, nämlich den korrekten Namen von C60. Das sagt Einiges über die IUPAC, denn dies ist der IUPAC-Name für C60. Als ich nach Sussex zurückkam, stellte sich heraus, dass wir keine Laser hatten. Wir versuchten es also mit dem Kohlebogen-Experiment, das sehr interessant ist. Wir hatten auch eine Glasglocke, und ich möchte Ihnen dieses Bild von Jonathan Hare zeigen. Das ist eine lange Geschichte - wir fingen mit der Arbeit an, und dann kam eine wunderbare Studie von Krätschmer und Huffman heraus. Sie wurde mir zugesandt, und wir kamen auf das hier zurück, denn hierfür bekamen wir aus verschiedenen Gründen keine Unterstützung. Diese Studie wurde also veröffentlicht, und man muss sich unbedingt vor Augen halten, dass Krätschmer und Huffman eine fantastische wissenschaftliche Arbeit abgeliefert hatten. Ich kann das gar nicht genug würdigen, aber ich kannte Wolfgang, und wir wandten uns wieder diesem Projekt zu. Und eines Tages stellte Jonathan Hare eine rote Lösung auf meinen Schreibtisch. Genauer gesagt, er ließ sie das Wochenende über stehen, er stellte sie auf meinen Schreibtisch, und am Donnerstag... am Freitag bekam ich einen Anruf von Nature - das ist diese Fachzeitschrift. Sie wollten von mir wissen, ob ich diese Studie begutachten würde. Um 12.05 Uhr kam dieses Fax: "Festes C60 - eine neue Form von Kohlenstoff." Ich las die Studie, ich las das hier, ich hoffe, Sie können es lesen. Da steht: Es wird eine rotbraune Flüssigkeit produziert. Und ich blicke gerade auf etwas, das einer rotbraunen Flüssigkeit verdammt ähnlich sieht. Ich denke mir: "Das ist nicht so gut." Ich weiß ja, Deutschland schlägt uns jedes Mal bei der Weltmeisterschaft, aber das hier ist ernst! Wie auch immer, was sollte ich tun? Mich umbringen - oder zu Mittag essen? Na ja, viele von Ihnen waren bestimmt schon in England. Mittagessen in England ist so ziemlich das gleiche wie Selbstmord begehen; da erzähle ich Ihnen nichts Neues. Aber wissen Sie was? Würstchen sind auch nicht so besonders, das kann ich Ihnen sagen. Jedenfalls las ich die Studie. Ich glaube, das ist eine der großen Studien des 20. Jahrhunderts, denn die Studie handelt von diesen Kristallen aus reinem Kohlenstoff. Wenn Sie in den Jahren 1985 bis 1990 behauptet hätten, dass man reinen Kohlenstoff kristallisieren und die Kristalle so nutzen könne, wie das Krätschmer und Huffman und ihre Studenten Kostas Fostiropoulos und Lowell Lamb taten, dann hätte man Ihnen nicht geglaubt, und man hätte Sie weggesperrt. Nun aber stellte sich heraus, dass das vollkommen richtig war; es kam eine wunderschöne Kristallstruktur heraus. Und als ich die Studie durchlas, wurde mir klar, dass etwas fehlte. In dieser Studie gab es keine NMR (Nuclear Magnetic Resonance, Kernspinresonanz). Mein Kollege Roger Taylor sagte, dass er uns helfen würde. Er fand heraus, dass eine chromatographische Trennung in zwei Lösungen möglich war - in eine rote, bei der es sich um C70 handelte, und in eine purpurfarbene. Wir führten eine NMR damit durch, und C60 besitzt tatsächlich 60 äquivalente Kohlenstoffatome. Ich dachte mir: Na schön, wenn wir die NMR übernehmen, dann können wir wenigstens noch ein bisschen was für uns herausholen. Mit der NMR würden wir im Kielwasser der wunderbaren Studie von Krätschmer und Huffman schwimmen. Und wir suchten nach einer einzelnen Linie - das war toll, denn ich liebe einzelne Linien. Und in der Tat sandte uns Tony Evans das hier zu. Sie denken jetzt vielleicht, dass das eine schöne einzelne Linie ist, doch Tony sagte: Und dann sagte er: "Aber wenn man ganz genau hinsieht - seht Ihr das? Ich schätze, das ist C60." Und wirklich, er hatte recht. Das war der erste NMR-Nachweis von C60, und dann erhielten wir mit fünf Linien C70. Und ich möchte Ihnen ein Bild zeigen... ein Bild haben Sie schon gesehen; jetzt möchte ich Ihnen noch eins zeigen. Das ist jetzt ohne die Frau, sie ist nicht mehr da. Wir haben sie in der Studie nicht genannt, weshalb sie auch nicht auf das Bild wollte. Und in der Tat - die Gruppe in Sussex besteht aus Dave Walton, Roger, Abdul Sattar und Jonathan Hare, der wirklich der Meinung war, dass er C60 auf meinen Schreibtisch gestellt hatte. Wir sollten vielen Leuten wirklich Respekt zollen, doch ich glaube auch... ich hoffe, Sie können all das jetzt lesen. Hier auf Seite 178 sehen Sie C60. Es gab noch andere, die Bob erwähnt hat, und es ist wirklich sehr, sehr, sehr nett, dass japanische Wissenschaftler daran gedacht haben. Nun, was kann man damit anstellen? Ich werde Ihnen zeigen, dass man mit diesem Burschen Chemie betreiben kann. Eine Art, Chemie zu betreiben - wenn man so ist wie ich - besteht darin, jemanden, der sich mit Chemie auskennt, dazu zu bringen, Chemie zu betreiben. Oder man macht etwas anderes. Man nimmt einfach ein Modell und befestigt die Gruppen daran, OK? Das werde ich jetzt tun. Wenn man ein Fünfeck nimmt und von jedem dieser fünf Ecken eine Speiche weit nach außen geht, kann man Gruppen hinzufügen, so wie hier. Und wenn wir das tun... das ist die einfache Variante. Paul Birkett, der diese Verbindung hergestellt hat, ist ein hervorragender Wissenschaftler. Er hat gezeigt, dass man die Verbindung selbst herstellen kann - und dann kann man dies und jenes hier und dort dazugeben. Man kann an C60 fünf Füße anbringen. Man braucht eine gerade Zahl, also können wir hier ein Wasserstoffatom anbringen, und jetzt haben wir eine Art Tier, das auf fünf Beinen läuft. Ein bisschen versteinert... der Wasserstoff hier gleicht es aus, und wie Sie sehen, haben wir bisher nur das Männchen dieser Art hergestellt. Sie können das herumgehen lassen. Was kann man sonst noch damit anfangen? Man kann diese Nanoröhren herstellen, von denen Bob gesprochen hat. Die sind äußerst interessant, denn sie sind ein halbes C60 an einem Ende und ein halbes am anderen Ende. Sie sind Röhren aus reinem Graphit, und sie sind ein einzelnes Molekül. Dieses einzelne Molekül könnte eines Tages vielleicht mehrere Meter lang sein. Bob hat darauf hingewiesen: Wenn man sie in großen Mengen herstellen kann - aber das ist etwas für die kluge Jugend hier. Wir haben die einfache Arbeit getan, nicht wahr; Sie müssen jetzt den schweren Job erledigen - die Röhren zusammenbringen und den Stoff herstellen, der das Bauen und die Elektronik der Zukunft revolutioniert. Als ich zum ersten Mal eine herstellte, nannte ich sie einen Zeppelin, aus naheliegenden Gründen, doch die Studenten fanden, sie sollte Viagrin heißen. Nun gut. Wir haben nur noch zwei Stunden Zeit. Lassen Sie mich nun darüber sprechen, woran wir gearbeitet haben. Wir versuchten, diese Nanoröhren zu verstehen; ich kann nur kurz über sie sprechen. Das sind faszinierende Objekte, und auch sie wurden durch wahrhaft fantasiereiche Wissenschaft entdeckt - von einem Japaner namens Sumio Iijima. Er nahm sich diesen Kohlebogen vor, während wir anderen wie verrückt C60 herstellten. Iijima war höchstwahrscheinlich der größte Elektronenmikroskopiker der Welt. Er untersuchte die Spitze der Kathode und entdeckte auf der Kathode so etwas wie eine kleine Kruste, die sich nach und nach herausbildete. Sie bildete sich auf der Kathode, sie hatte eine harte Schale, ich hoffe, Sie können den Durchmesser von sieben Millimetern sehen. Wenn man das herauskratzt, erhält man Nanoröhren. Und ich war auch der Gutachter dieser Studie. Hier sehen Sie das erste Bild dieser absolut sensationellen Art von Struktur. Was Sie sehen, ist ein Elektronenmikroskop-Bild, und wenn man sich eines dieser Objekte vornimmt, sieht man nur am Rand eine Phasenrelation. Während der Elektronenstrahl hier durchgeht, gibt es am Rand eine Relation und eine Interferenz, die auf der Röhre nicht zu sehen sind. Die Elektronenmikroskopie ist eine sehr schöne Art, das zu untersuchen; tatsächlich sind die Kohlenstoffröhren wahrscheinlich das Beste, was man in einem dieser Systeme untersuchen kann. Und es gibt viel, was man tun kann. Zum Beispiel kann man helikale Strukturen erhalten. Die sind sehr stark - bei einigen Kohlefasern stellt man fest, dass eine starke Nanoröhre aus ihrem Zentrum herauskommt, wenn man sie zerbricht. Die hier sind von Professor Endo in Nagano. Hier ist eine Kohlefaser, die zerbrochen wurde, und wenn man die Teile auseinandernimmt, kommt eine Nanoröhre heraus, denn die brechen nicht, sie biegen sich, aber sie zerbrechen nicht. Und wir versuchten, sie zu verstehen. Nett ist auch, dass sie Buckyröhren genannt werden. Das ist ziemlich nett, denn Buckminster Fuller hatte auch sie patentieren lassen. Ich kann sie nicht im Einzelnen besprechen, doch wir haben wirklich einen Haufen guter Studenten. Wir stellten einige der Röhren her, und Mauricio Terrones produzierte dieses Material, das ungefähr wie Spaghetti aussieht. Wir wollten sie in gerader Form herstellen, weshalb ich mir vornahm, einen Trägerstoff zu nehmen und diese Dinger kerzengerade darauf wachsen zu lassen, wie Spargel. Wir bestrahlten also eine Quarzplatte, auf der sich Kobalt befand, und zogen auf ihr Linien. Wir ließen die Röhren aus diesen kleinen Haufen wachsen - das sind Kobalt- und Nickelhaufen auf einer Oberfläche - und hofften, dass sie schön gerade wachsen würden. Nun, das ist nicht besonders gerade, wie man deutlich sehen kann. Jetzt kommt Mauricios Auftritt. Er sagt: "Warum lassen wir sie nicht andersherum wachsen? Ich meine, dann wird sie die Schwerkraft nach unten ziehen." Wie jeder gute Doktorvater sagt man erst einmal: Solange er sich nicht in die Luft sprengt, spielt das auch keine große Rolle. Wenn ich etwas sage, machen sie genau das Gegenteil. Und was geschah? Sie wurden schön gerade. Das ist die nächste Lektion: In neun von zehn Fällen hat wahrscheinlich Ihr Doktorvater recht, doch beim zehnten Mal liegt er falsch, und das ist dann genau das eine Mal, bei dem etwas wirklich Gutes herauskommt. Wie sich herausstellt, sind sie tatsächlich ziemlich gerade und äußerst interessant. Ich kann das wirklich nicht genug würdigen, aber wir glauben, dass wir jetzt etwas davon verstehen, wie die Metallröhre Nanoröhren hervorbringt. Meiner Ansicht nach geschieht Folgendes: Amorpher Kohlenstoff bildet ein Carbid, sagen wir ein Molybdäncarbid, ein Tantalcarbid oder ein Aluminiumcarbid. Daraufhin wird er geordnet, so dass das amorphe Material jetzt ein kristallines Carbid bildet, das sich dann als geordneter Kohlenstoff absondert. Der Kohlenstoff wiederum bildet eine Röhre. Das ist die verrückteste Möglichkeit von allen, doch es sieht tatsächlich so aus, dass genau das in diesem besonderen Fall geschehen könnte. Und wir haben ein Beispiel dafür, das hier zu sehen ist. Da drin sehen Sie amorphes Material; dann bildet es ein carbidartiges Material, das sich schließlich hier ablöst und eine Röhre bildet. Sie sehen hier eine dreiwandige Nanoröhre, das ist ein carbidartiges Material, und hier ist das amorphe Material. Es ist wie bei einem Fleischwolf: Man nimmt das Fleisch, dreht es durch den Wolf - und der ordnet es. Wenn sich jetzt das Material ablöst, ist es geordnet und kann Graphit bilden, graphithaltiges Material. Wir haben etliche Beispiele dafür. An diesem hier lässt sich am besten zeigen, dass ein Prozess dieser Art ablaufen kann und anscheinend tatsächlich abläuft. Ich möchte noch erwähnen, dass wir viele tolle Studenten haben. Ich weiß nicht, warum, aber das geschah, als Kuang Hsu die Elektrolyse zwischen Kohlenstoffelektroden untersuchte. Hier ist ein Kohlenstofftiegel, in den eine Elektrode fällt, und er stieß bei diesem Experiment auf einige Nanoröhren. Um Ihnen eine Vorstellung zu geben - hier sehen Sie diese Röhren, die sich in einem kondensierten Medium bilden. Wie es scheint, kann man also diese Nanoröhren tatsächlich durch Elektrolyse herstellen. Das sieht für die nächste Runde der Nanotechnik sehr vielversprechend aus. Nun, ich könnte noch über Vieles sprechen, aber ich möchte den Vortrag mit einigen anderen Dingen beenden, an denen wir in Sussex im Zusammenhang mit C60 beteiligt waren. Ich weiß gar nicht, wie viele Bücher da noch drin sind, das ist wie Weihnachten. Zwei sind noch da! Sie haben nur noch ein anderes, aber machen Sie sich keine Sorgen. Ich werde über C60 und sein Verhältnis zu vielen Dingen sprechen, etwa zur Wissenschaft und zu den Medien. Das ist eines der Probleme, vor denen wir als Wissenschaftler stehen - können Wissenschaftler das Medienimage des Verrückten loswerden? Ich weiß übrigens, wer für dieses Problem verantwortlich ist. Die Sache ist die: Ich glaube, hätte sich Einstein die Haare schneiden lassen, dann gäbe es das Problem nicht. Ich jedenfalls habe mir die Haare schneiden lassen, bevor ich hierher zu dieser ganz besonderen Tagung gekommen bin. Das ist der Mann, der diese wunderbaren Theorien erfand, und damit haben wir ein Problem, denn wenn Wissenschaft veröffentlicht wird und in die Zeitung kommt... hier sehen sie ein Beispiel, ein typisches. Ich weiß, dass Sie alle berufen sind, sie wollen Wissenschaftler werden, doch das ist die Art und Weise, wie Sie von der Presse gesehen werden. Ich habe eine Kopie, und hier ist eine Karikatur. Ich habe sie ans Schwarze Brett gehängt, und ein Student schrieb: "Tolle Ähnlichkeit, Harry!" Zur Strafe ließ ich ihn eine zweite Doktorarbeit schreiben. Doch in Spanien ist es viel besser. In Cadiz, als ich auf die Titelseite kam, tanzte ich die ganze Zeit mit Naomi Campbell Flamenco. Und die spanischen Zeitungen fotografierten nicht sie, sondern nur mich, was sehr schön war. Andererseits - als wir die langen Ketten entdeckten, als Schlüssel zum Leben, der in den Sternen liegen könnte, schrieb ein Student: "Das ist nur Show." Zur Strafe ließ ich ihn zwei zusätzliche Doktorarbeiten schreiben. Tatsache ist aber: Dem Artikel ist zu entnehmen, dass die Chemikalien außer durch die Forschungsarbeit des Teams in Sussex aufgrund einer kanadischen Arbeit auf dem Gebiet der Radioastrologie entdeckt wurden. Ich denke, dieses Problem muss gelöst werden. Es handelt sich um ein Problem mit der Sprache. Ich gebe Ihnen ein Beispiel für Sprache. Es gibt viele, aber das ist eines. Es geht um die Untersuchung schneller Reaktionen. Der deutsche Wissenschaftler Manfred Eigen fragte Ronnie Bell, wie die englische Sprache Reaktionen beschreiben würde, die schneller als schnell sind. Ronnie Bell antwortete: "Damn fast reactions (verdammt schnelle Reaktionen), Manfred!" Und wenn sie noch schneller sind, wird Sie die englische Sprache nicht im Stich lassen. Dann nennt man sie: "Damn fast reactions indeed (wirklich verdammt schnelle Reaktionen)!" Ich gebe Ihnen ein Beispiel für Wissenschaft als Sprache. Mein Freund Maynard Smith, John Maynard Smith, hatte einen Artikel zu schreiben, und der Herausgeber des Journals, der Zeitschrift, hatte ihn gebeten, keine Gleichungen zu verwenden. Doch er musste eine verwenden, und er schrieb sie in den Artikel. Der Herausgeber rief ihn an und sagte: "John, Sie haben eine Gleichung verwendet. Ist das wirklich nötig?" Er sagte: "Ja, das ist wirklich nötig, ich musste diese Gleichung verwenden." Der Herausgeber erwiderte: "Können Sie sie nicht vereinfachen, indem Sie die "d's" kreuzweise multiplizieren?" Das ist das Problem. Wie ist es zu lösen? Nun, bevor ich gehe, möchte ich Ihnen etwas über die Sprache im Journalismus erzählen. Wie steht es mit Politikern? Im Oberhaus stellte Lord Erroll of Hale eine Frage - er fragte die Regierung Ihrer Majestät, welche Schritte unternommen würden, um die Verwendung des Buckminster-Fullerens in Wissenschaft und Industrie zu fördern. Die Antwort lautete... so herum ist es sinnvoller als richtig herum. Lord Williams of Elvel sagte: "My Lords, ist dem noblen Lord - in Ergänzung der Antwort - bewusst, dass das fußballförmige Kohlenstoffmolekül aus einem etwas seltsamen Grund auch als Buckyball bekannt ist?" Nun, das war schon ein starkes Stück, doch Baroness Seear setzte noch eins drauf: "Verzeihen Sie mein Unwissen, aber kann der noble Lord sagen, ob es sich bei diesem Ding um ein Tier, eine Pflanze oder ein Mineral handelt?" Ich kann Ihnen sagen, dass das Buckminster-Fulleren ein aus 60 Kohlenstoffatomen zusammengesetztes Molekül ist, den Chemikern als C60 bekannt. Diese Atome bilden einen geschlossenen Käfig aus zwölf Fünfecken und 20 Sechsecken, die sich wie die Oberfläche eines Fußballs zusammenfügen." Dann meine Lieblingsfrage: dass niemand diese Frage beantworten konnte. Dann hörte man ein Geräusch auf dem Dach, sie sahen nach oben, und da war die eine Person, die die Antwort kannte. Unsere DNS unterscheidet sich nur um ungefähr 0,01 Prozent von der dieses Burschen. Sie unterscheidet sich allerdings um ungefähr 10 Prozent von der DNS der Herrschaften im Oberhaus, machen Sie sich also keine Sorgen. Nun, wie können wir dieses Problem lösen? So viele junge Studenten sind heute hier anwesend. Ich sage Ihnen, das hat etwas mit Bildung zu tun. C60 und das, womit Sie sich beschäftigen... Sie müssen herausfinden, wie man sich dafür begeistern kann, dann stellen Sie fest, dass das, was Sie an der Wissenschaft begeistert, auch in Kindern Begeisterung wecken kann. Nicht nur in Deutschland, auch in Japan. Und auch... hier sehen Sie Kinder spanischer Herkunft, in Santa Barbara, ihre Muttersprache ist Spanisch. Wir zeigen ihnen nicht nur diese Dinge, wir betreiben auch echte Mathematik mit dem Eulerschen Satz: Die Anzahl der Flächen plus der Anzahl der Ecken minus der Anzahl der Kanten ist gleich zwei. Wie Ihnen Bob erzählt hat - Rick und ich, keiner von uns wusste das, aber es ist eine fantastische Formel. Wir können nämlich einen Würfel nehmen, nicht wahr, mit sechs Flächen und acht Ecken. Dann subtrahieren wir mit den Kindern die zwölf Kanten und zeigen ihnen mithilfe der Formel, dass zwei herauskommt; sie lernen etwas über Symmetrie. Und so betreiben wir mit ihnen eine ganze Menge Wissenschaft. Sie gehen nicht nur herum und machen diese kleinen Moleküle, nein, sie können viele Sachen anstellen - etwa mit diesen Dingern experimentieren, Hüte aus C60 machen. Abschließend möchte ich etwas über die letzte Sache erzählen, mit der wir befasst sind. Wir haben nämlich eine Stiftung zur Herstellung wissenschaftlicher Filme für das Fernsehen ins Leben gerufen, und ich hoffe, Sie schreiben sich alle diese Website auf. Hier rechts sind Broschüren, ich gebe Sie zu Ihnen hinunter. Wir haben 30 Sendungen gedreht, Sendungen für echte Wissenschaftler. In der ersten Sendung wird gezeigt, wie fantastisch sich Sir John Cornforth ausdrücken kann. Er war hier... seit seinem zwanzigsten Lebensjahr ist er taub; das ist eine der wichtigsten Sendungen, die wir gedreht haben. Wir haben Sendungen mit David Miller gedreht, "There ain't nothing nowhere" (Nichts gibt es nirgendwo), dabei geht es um die Struktur des Vakuums. Wir haben Sendungen über den Ursprung des Lebens gedreht, Bill Klemperer spricht über Chemie und den interstellaren Raum. Wissenschaft und Kunst. Jocelyn Bell, die den ersten Pulsar entdeckte - diese Sendung ist auch dabei. Wir stehen kurz vor einer Wissenschaftsnacht im britischen Fernsehen und hoffentlich auch in ganz Europa. Ich glaube, die Wissenschaftsgemeinde muss jetzt zusammenfinden, um dieses Problem zu lösen. Die beste Sendung, die wir bisher gedreht haben, ist die über die Struktur der DNS. Ich weiß nicht, ob ich das zeigen kann, aber ich werde es versuchen. Jede dieser Sendungen beinhaltet echte Wissenschaft. [Können Sie bitte die Lichter ausmachen? Kann jemand alle Lichter ausschalten?] Hoffentlich klappt das auf diesem Bildschirm, vielleicht kann ich es zeigen. Nun, auf dieser Folie haben wir eine Anzahl horizontaler Linien. Kann man etwas darauf erkennen? Mit einer Anzahl von vertikalen Punkten? Hinten können Sie wahrscheinlich nichts sehen, aber Sie können nachher nach vorne kommen und sich das anschauen. Wie auch immer - wenn man eine Anzahl horizontaler Linien hat, erhält man durch diese Vorgehensweise eine Anzahl vertikaler Punkte, ich habe nur keinen ausreichend starken Laser, um das hier zu zeigen. Jedenfalls kommt man hierdurch zu einer Zickzacklinie, und wenn man die Zickzacklinie ansieht, sieht man ein Kreuz. Kann jemand... wer kann ein Kreuz sehen? Die Deutschen haben wirklich gute Augen. Nun gut, ich habe eine Anzahl horizontaler Linien. Können Sie das sehen? Das hier ist eine Anzahl von Linien in einem bestimmten Winkel. Und in jedem anderen Winkel, eine Zickzacklinie, und das Entscheidende ist, dass die Zickzacklinie ein Kreuz ist. Wenn man sich jetzt eine Helix vornimmt, sieht man ebenfalls ein Kreuz, aber wenn man zur Doppelhelix kommt - kann jemand von Ihnen einen fehlenden Punkt sehen? Genau das ist Rosalind Franklins Röntgenmuster der DNS. Das ist die Vorgehensweise, der wir die vielleicht größte Entdeckung des 20. Jahrhunderts zu verdanken haben. Man kann eine Fourier-Transformation mit einem Handlaser und einer Folie wie dieser durchführen. In einer unserer Sendungen mit Amand Lucas ist das zu sehen. Es gibt also diese Sendungen, jede von ihnen ist wissenschaftlich, und in Zukunft brauchen wir im Fernsehen echte Wissenschaft. Ich komme zum Schluss. Mit meiner letzten Folie - wenn ich sie finde... ich glaube, ich bin fast am Ende. Hier ist sie. Zunächst möchte ich Ihnen die vorletzte Folie zeigen, denn sie betrifft die beiden fantastischen Vorträge, die wir gehört haben. Ich bin sicher, Mario Molinas Vortrag wird genauso anregend sein, genauso problematisch... vielleicht sollten die meisten von Ihnen versuchen, an der Lösung dieses Problems mitzuwirken. Aber das will ich Ihnen noch zeigen, denn genau so fühle ich mich. "Ich bin ein Außerirdischer. Ich wurde von einem anderen Planeten entsandt, mit einer Botschaft des Guten Willens von meinem Volk. Die Botschaft lautet: ‚Liebe Erdenbewohner, wenn Ihr schließlich euren Planeten zerstört habt, wenn ihr keine Heimat mehr habt, dann könnt ihr zu uns kommen. Wir werden Euch lehren, in Frieden und Harmonie zu leben. Und außerdem bekommt Ihr einen Gutschein für 10 % auf jede Pizza Chicago.'" Das ist ein Kerl nach meinem Geschmack. Und auch nach dem Geschmack von Sherry Rowland, Mario Molina und Paul Crutzen, da bin ich mir sicher. Nun gut. C60 hat nicht viel zuwege gebracht, aber ich sage Ihnen - etwas, das ein Kind so aussehen lässt, muss gut sein. Vielen Dank.

Sir Harold Kroto (1998)

C60-Buckminsterfullerene: Not just a Pretty Molecule

Sir Harold Kroto (1998)

C60-Buckminsterfullerene: Not just a Pretty Molecule

Comment

Amongst the Nobel Laureates lecturing in Lindau, Sir Harold Kroto would probably earn the award for the most unusual and characteristic way of presenting. This lecture, which is the first he ever gave in Lindau, is no exception. Kroto`s way of presenting relies on a quick succession of, sometimes loosely connected, images, which are, in a most creative fashion, gathered from the spheres of history, arts, science, society etc. This brings about a relaxed and - at the same time - enriched and intense atmosphere, which is usually highly appreciated by the Lindau audiences.Unfortunately, there is no video available for this particular lecture and thus a great deal of the unique “Harry Kroto spirit” is lost. Still, the lecture is special, because it is not only the first Lindau lecture Kroto gave after receiving the Nobel Prize, but also the last he gave so far (2012) on the subject of his Nobel Prize research. In later years, Kroto gave preference to more general subjects such as creativity or science, society and sustainability. Kroto and his co-recipients Robert F. Curl Jr. and Richard F. Smalley shared the 1996 Nobel Prize in Chemistry "for their discovery of fullerenes". Fullerenes are ball-shaped molecules built exclusively from carbon. The most famous fullerene, the Buckminster fullerene (sometimes also referred to as C60), contains 60 carbon atoms and looks pretty much like a football. The fullerenes were so exciting to the scientific community (and the Nobel Committee) because they represented a new modification of carbon, which is distinctly different to the well-known graphite and diamond modifications. Due to the fundamental importance of carbon in almost all processes of life as well as in materials science, it could be expected that the advent of the fullerenes would entail a horn of plenty of potential technical applications. This excitement was stimulated further, when traces of fullerenes were detected in space.However, as far as we know today, the enthusiasm was probably excessive. More than 25 years after the discovery of fullerenes, there are still no major technical applications, or, as Robert Curl put it in his 1998 Lindau talk: the discoverers are still waiting for their kid to get a job. Today, new carbon modifications, such as carbon nanotubes and graphene (Nobel Prize in Physics 2010), which might well be considered advancements of fullerene research, have taken over the role of hope bearers in the field of carbon-only materials. In the present talk, Kroto uses his characteristic presentation style to blend historical snippets with details on his own scientific background, anecdotes on fullerene research as well as some brief notes on the fullerenes’ chemical properties. The breadth of his point of view might be estimated from two of the quotes he uses. The first one, given in a rather ironic context, is attributed to the Greek philosopher Plato, 360 BC:“In the first place it is clear to everyone that fire, earth, water and air are bodies and all bodies are solids and all solids again are bounded by surfaces and all rectiliniar surfaces are composed of triangles.”The second one comes straight from a Lord of the Rings bumper sticker and is used by Kroto to make an argument in favour of fundamental science:“Not all those who wander are lost.”The author of this comment could not agree more.David Siegel

Cite


Specify width: px

Share

COPYRIGHT

Cite


Specify width: px

Share

COPYRIGHT


Related Content