Vier Jahrzehnte nachdem das legendäre Buckminsterfulleren C₆₀ in einem Labor das Licht der Welt erblickte, bekommt das fußballförmige Molekül Zuwachs: Forschende haben es geschafft, Nanobälle aus Bor herzustellen, die den »Buckyballs« gleichen. Das Molekül mit der Formel B₈₀^- tauften sie auf den Namen Bor-Buckminsterfulleren.

Dessen Vorbild, das Buckminsterfulleren C₆₀, gleicht in seiner Geometrie einem klassischen Fußball: Es ist ein Hohlkörper mit einer Oberfläche aus 20 regelmäßigen Sechsecken und 12 gleichmäßig dazwischen gepackten Fünfecken. Dadurch ergibt sich eine extrem hohe Symmetrie – alle 60 C-Atome sind gleichwertig, weil sie die gleiche chemische Umgebung »sehen«. Für die Entdeckung von C₆₀ und verwandten Verbindungen erhielten Robert Curl, Harold Kroto und Richard Smalley 1996 den Nobelpreis für Chemie.

Immer wieder versuchten Fachleute, auch aus anderen Elementen Verbindungen mit ähnlichen Geometrien herzustellen. Doch es erwies sich als schwierig, das besondere Bindungsverhalten des Kohlenstoffs nachzuahmen. Durch seine einzigartige elektronische Struktur ist das Element außergewöhnlich gut darin, vielseitige kovalente Bindungen auszubilden, unter anderem mit sich selbst. Die liebevoll Buckyballs genannten Moleküle sind daher nur eine der vielen Modifikationen des festen Kohlenstoffs neben Diamant, Graphit, Graphen und weiteren selteneren Formen.

Bor, das Nachbarelement des Kohlenstoffs, hat ein Außenelektron weniger als jenes und bildet meist drei Bindungen zu seinen Nachbarn aus (statt vier). Daraus ergeben sich andere Geometrien. Gleichzeitig ist Bor für außergewöhnliche, oft sehr symmetrische und stabile Käfigstrukturen bekannt. Damit ist es für die besondere käfigartige Geometrie der Fullerene quasi prädestiniert.

Quantenmechanische Bestätigung steht noch aus 

Aus dem C₆₀-Molekül erhält man (im Gedankenspiel) eines mit 80 Atomen, wenn man in die Mitte jedes der 20 Sechsecke ein zusätzliches Atom platziert. So ergibt sich eine ebenso symmetrische Oberfläche aus gleichseitigen Dreiecken, die regelmäßig von Fünfecken unterbrochen ist. Und genau diese Symmetrie trägt das Molekül B₈₀. Das legen zumindest die spektroskopischen Untersuchungen des Forschungsteams nahe.

Was noch aussteht, ist der Nachweis durch quantenmechanische Berechnungen. Diese sagen für ein hypothetisches B₈₀-Molekül nämlich andere Geometrien voraus – die aber nicht zu den experimentellen spektroskopischen Daten passen. Laut den Autoren sind die theoretischen Rechenmethoden noch nicht genau genug, um die komplexen Bindungsverhältnisse in dem Molekül korrekt zu berechnen. Bis die Existenz der Miniaturfußbälle aus Bor auch theoretisch bestätigt ist, kann es also noch mehrere Jahre dauern.