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作者：科学风暴01

这种物质1克价值10.66亿元，是黄金的245万倍[震惊]，1公斤就1万亿元。仅需81克，就能买1艘130亿美元的全球最贵航母福特号。[微风]这就是号称“全球第二贵”材料—内嵌富勒烯，并且这种物质已经被卖出去了，英国牛津大学只卖了200微克，相当于1根头发30%的重量，就入账3.2万美元。这种物质能让GPS导航系统精确到1毫米，这对无人驾驶和导弹有颠覆性的优势。

微克是相当小的重量单位，1克=1000000微克，1克均分成100万份，1份就是1微克。内嵌富勒烯1微克需要160美元，1克就需要1.6亿美元，相当于10.66亿元，为什么内嵌富勒烯这么贵，要想了解内嵌富勒烯，首先要从富勒烯说起。

富勒烯完全由碳组成的中空分子，形状有球型、椭球型、柱型、管状等，和石墨的结构差不多，石墨是由六元环组成的石墨烯层堆积形成的，而富勒烯不仅含有六元环还有五元环，甚至七元环。富勒烯就是一个碳笼内部为空腔结构，内部空腔能塞进一些原子、离子或原子簇，由此而形成的富勒烯被称为内嵌富勒烯，比如?N@C60就是在碳笼内加入了1个氮原子。

碳是用途最多的元素，我们就属于碳基生物，碳分子可呈现出多种形式或10多种同素异形体，比如常见的金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯等。富勒烯一般用碳C+数字表示，比如C28、C32、C60、C70、C78、C82、C84、C90、C96等，其中C60和C70最常见。

C60由60个碳原子组成，60个原子由20个六边形组成，每个碳原子均与相邻另3个碳原子连接，碳环相互连接构成的封闭中空球状分子，就像一个足球一样，这样就有有30个不饱和双键，因为是球形的，稳定性能非常好。

GPS卫星核心是原子钟，是世界上最精确的计时系统，是利用原子吸收或释放能量时发出的电磁波来计时的，这种电磁波非常稳定，精度可以达到每2000万年误差1秒。

但GPS 受到强辐射、太阳风暴时会失效，内嵌富勒烯原子钟却不会。图4就是被填充了氮原子的富勒烯：60个灰色碳原子构成空富勒烯牢笼，中间禁锢着1个蓝色的氮原子，这种结构排列可以防止氮原子受到磁性干扰，使其能充当原子钟的基础核心进行着稳定共振。

目前有铯原子钟、氢微波激射器、铷原子钟，美国最新的铝离子光钟37亿年误差不超1秒，但缺点是会被太阳风暴干扰。在原子层面保护下的氮原子，完全可以免疫外界干扰。

原子钟体积巨大和房间差不多，GPS卫星上的原子钟小一些，但是花费的成本巨大。目前美国已将原子钟压缩进了几毫米高的组件中，就像芯片一样，这种\\"芯片级\\"的原子钟主要用在军事通信、水下导航等军事领域，也只有国防才能用得起。

而内嵌富勒烯N@C60就是原子钟小型化的一道曙光，原子钟小型化的代价是：真空室极小的尺寸会让原子与真空腔壁发生相互作用，导致时钟频率会发变化，而气相加热器也要消耗便携设备的大量功率，而内嵌富勒烯解决了这个问题，富勒烯内嵌氮原子时,拥有极长的电子自旋寿命,极大提高了原子钟的精度。

因为内嵌富勒烯是利用天然的牢笼——富勒烯替代真空腔来隔离原子，这种方法可以很好地解决原子与真空腔壁发生作用的问题。人造的牢笼总是会有缺陷的，而天然的富勒烯牢笼全部由碳原子组成，避免氮原子与旁边的碳原子接触，因为氮原子是漂浮在在C60富勒烯牢笼中间，所以氮也被证明是制造精确原子钟的关键，而富勒烯就是最好的容器。

用内嵌富勒烯造的原子钟能让GPS设备精确到1毫米之内，一般GPS民用级别的版本,定位的精度在10-20米左右，军用的GPS能达到0.3米，这和1毫米的差别是巨大的。所以能让导弹更加精准的命中目标，也能让汽车自动驾驶水平更上一层楼。

如何制造内嵌富勒烯呢？就是用图10的设备，首先把碳富勒烯C60，放在真空腔中加热，气体碰到到较冷的铜靶时，就会凝结成膜，然后把氮离子注向铜靶，从而使得离子能进入\\"碳笼\\"之中，但产量极低：每产生10000个无氮 C60 富勒烯分子，才产生1个内嵌富勒烯 N@C60 分子。

分离也很难，因为N@C60和C60 化学性质上几乎完全相同，只能用高压液相色谱的技术来分离。用高压泵剥离碳富勒烯薄膜，含有氮原子的富勒烯能更快的被剥离出来，经过多次循环，最后就能完全的将少数 N@C60 从混合物中分离出来。

图7就是溶液形态的纯净地捕获到氮原子的富勒烯，图3就是干燥后的含氮富勒烯，看起来像普通煤烟灰，但是价值连城。目前15N@C60的能级完全不受磁场噪声的影响，这一发现对实现集成原子钟于芯片的目标意义重大，对军事、民用各种领域影响巨大。#人人能科普，处处有新知##头号周刊##话题大发明家#

科学风暴01：不同于气相原子钟需要真空腔和大功耗的加热器，基于富勒烯的原子钟将会变得轻巧、高效且节能。不久它或许可以取代目前几乎所有电子设备中都要用到的石英振荡器来保持时间。

科学风暴01：中国能造出来吗

幸福使者68：这种电磁波非常稳定，精度可以达到每2000万年误差1秒。人类能存在这么长时间吗？

科学风暴01：这东西哪里挖？

点点滴滴点点滴：国内的厂家马上就上了，富勒烯面膜已经大量上市了，接下来富勒烯衣服哈，富勒烯内裤啊马上就要跟上，衣服不贵，就卖100w美元，便宜了不卖，别人1000微克都3w美元呢，我们几百克卖100w不贵

孤岛仙翁：很快，市面上会出现富勒烯凉席，富勒烯鞋垫，内裤，，，啥时髦冠啥名字。我就买了几条石墨烯内裤，只因为内裤印上了六边形图案，就成了石墨烯内裤！

瞄准我的头头：GPS在人类走出太阳系之前都不可能做到1厘米以下的误差！！！理论计算几乎没有极限，但是实际影响数据精度的条件也不少~~

谢181838：内嵌富勒烯1微克需要160美元，1克就需要1.6亿美元，相当于10.66亿元。不太明白原文中的这句话，1.6亿美元，相当于10.66亿元是怎么个相当？

远见卓识高山4V：“每2000万年误差1秒”是系统误差，原子钟的精度应该是随机误差吧！

聪慧冰淇淋A：所谓一公斤一万亿毫无意义，值钱就是因为无法实现公斤级的量产，如果有一公斤的实物，显然也不会是现在这个价格了。既然做科普的，这个道理应该不难明白。

宇宙之冰1：这种物质1克价值10.66亿元，是黄金的245万倍[震惊]，1公斤就1万亿元。仅需81克，就能买1艘130亿美元的全球最贵航母福特号。你这数学可以哈[捂脸][捂脸][捂脸]

深山野夫：据人正常认知，只不过是碳物质的一种超正常的一种身份吧了，类似于现常用的泡沬材料结构。但我想问一下，类似于这些原子中空内的物质是什么？

游民思：……1根头发30%的重量……这种说法很搞笑，好像每根头发无论其长短粗细密度如何重量都一样似的。[偷笑]

爱生活的星辰Mm：本人就有一棵，重量为3.3克，她是一个六方晶体，含量大于百分之50，你看。

竞技场开了：这个结构不是钢铁侠里第二代反应炉的构成物质结构么

有嘢唱：发达了，一克十亿元，年产一吨，就是一百万克，按万分之一提取率，也有一百克，卖一千亿人民币，发达了！

凡客匆匆过：内嵌很简单，富勒烯和氮在超低温下混合，带手套用锤子使劲砸，砸出火星，砸碎锤子那种劲儿，耗费一百把锤子，估计能得到一克内嵌富勒烯。但人得抗冻，别锤子没碎，人冻碎了。[大笑]

北方（长春）的狼：“每2000万年误差1秒”是系统误差，原子钟的精度应该是随机误差吧！

丁二狗的快乐人生：GPS在人类走出太阳系之前都不可能做到1厘米以下的误差！！！理论计算几乎没有极限，但是实际影响数据精度的条件也不少~~[鼓掌][赞]

似是而非执于空：这物质，其实还有个名字叫\