Find Us on FB

巴克球 (Bucky Ball)與超級巴克球

Written by helen, on 19-06-2014 10:07

Views : 15049

Favoured : 900

Published in : Blogs, Blogs

最近,2014世界盃足球賽正如火如荼地進行中,除了球賽本身,許多的議題與學習單元油然而生。然而,我們要分享的是『經典的』或者說是『傳統的』足球本身之結構-『巴克球』。

 

巴克球是一個球面的碳分子結構,它是最接近球面的分子結構,也是許多人心目中最美麗的分子模型。科學家相信,這也是用途最廣的分子。

雖然有許多不同的尺寸,但是最廣為人知的便是由60個碳原子所構成的C60。就像一個英式足球(數學上稱為:截角20面體),由32個二維的多邊形所構成。換句話說,此多面體有32個面:包含20個正六邊形與12個正五邊形、60個頂點(碳原子所在處)以及90個邊(碳原子間鍵結的位置)。

除了『長相』(外表的結構)以外,巴克球像極了足球。為什麼呢?它可以旋轉、碰到堅硬的表面會反彈回來,而且擠壓再放開後會回復原來的形狀。它是非常堅固的分子結構,在每小時15,000英里的速度相互碰撞後,可以完好如初。

為何稱為『巴克』(Bucky)?巴克球是以知名的美國建築師(同時也是位哲學家與發明家)巴克敏斯特・富勒(R. Buckminster Fuller)的名字來命名的。富勒在1967年加拿大蒙特婁世界博覽會的美國館穹頂結構建築物,正是啟發諾貝爾獎得主Harold Kroto與其同事在1985年發現巴克球結構的緣由(1996年諾貝爾化學獎得主)。富勒先生去世於1983年,但是他的名字卻永垂不朽,這類的分子稱為富勒烯(fullerenes)。

穹頂結構除了啟發了巴克球的結構,更觸動了近代足球的發展。愛迪達(Adidas)公司為1970年墨西哥世界盃足球賽設計的黑白色足球Telstar正是這個結構,縱使今年的足球設計已不是由32個平面構成(32個平面構成的足球結構到2006年設計開始有所變化),然而到現在我們日常生活中還是常常看到『經典款』足球的蹤跡。 對足球設計演進有興趣的朋友請參考愛迪達公司的網頁:soccerballworld.com

除了『巴克球』套裝外,我們也可以使用『系統組件三』(Creator 3)以上的系統組件當作創作材料,來完成一個Zometool巴克球。不過,系統組件只有白色的連接球,無法以黑色表示碳原子。現在,就以vZome說明此模型的建構過程:

1. 準備90根同尺寸藍色桿件(比如說b0)及60顆連接球,先取5根b0及5顆連接球建構一個正五邊形。 

 

 

2. 圍繞著該五邊形,建構出5個正六邊形(不在同一平面上)。

 

 

3. 以步驟2. 的準則(正五邊形被5個正六邊形圍繞),繼續建構此模型,直到使用完全數的元件。


注意:『系統組件三』藍色桿件有三種尺寸,『巴克球』套裝僅有一種尺寸。 

 

想像每一個巴克球變成C60結構中碳原子的位置,會是一個怎樣的結構呢?金必耀教授和其學生設計並建構出『超級巴克球』,您可以在臺灣大學化學系館發現此模型。更多關於此模型的介紹,請參考金老師的『串珠分子的美妙世界』。 

 

 

Last update : 19-06-2014 13:21

User comments Quote this article in website Favoured Print Send to friend Related articles Read more...

【以藝術展示數學】應用

激光讓數學之美盡情綻放!
點擊下圖下載模板及操作說明。

 

Zometool 微博

Zometool 教育訓練中心

Activities and News Clippings