Richard E. Smalley is vooral bekend vanwege een enkele moleculaire ontdekking. Het leverde hem in 1996 de Nobelprijs voor de Scheikunde op. Hij deelde de eer met Robert F. Curl, Jr. en Sir Harold W. Krooto. Ze vonden koolstof-60. De wetenschappelijke gemeenschap noemt het buckminsterfullereen. De wereld noemt het de buckyball. Het was de eerste in zijn soort.
Smalley werd geboren in Akron, Ohio, op 6 juni 1943. Hij stierf in Houston, Texas, op 28 oktober 2005. Hij was een Amerikaanse scheikundige en natuurkundige. Zijn pad naar de Nobelprijs begon aan de Universiteit van Princeton. Hij behaalde zijn Ph.D. daar in 1973. Hij deed postdoctoraal werk aan de Universiteit van Chicago. Daarna verhuisde hij naar de Rice University in Houston. Hij begon daar les te geven in 1976. In 1982 bekleedde hij het Gene en Norman Hackerman hoogleraarschap in de scheikunde. In 1990 voegde hij er een hoogleraarschap natuurkunde aan toe.
Het apparaat dat een nieuwe vorm van koolstof heeft gevonden
Rice University werd de geboorteplaats van fullerenen. Dit was de derde bekende vorm van pure koolstof. Diamant en grafiet waren voorheen de enige. Smalley had voor dit werk een specifiek hulpmiddel gebouwd. Het was een laser-supersonisch clusterbundelapparaat. De machine kan elk materiaal verdampen. Het veranderde het materiaal in een plasma van atomen. Onderzoekers zouden vervolgens de gevormde clusters kunnen bestuderen. Dit waren aggregaten van tientallen tot vele tientallen atomen.
De doorbraak kwam door een gesprek. Kroto bezocht het laboratorium van Smalley. Hij zag het apparaat. Hij realiseerde zich dat het chemische omstandigheden kon simuleren. In het bijzonder de atmosfeer van koolstofsterren. Dit zou bewijs leveren voor zijn vermoeden. Hij geloofde dat koolstofketens hun oorsprong vonden in sterren. Smalley stemde ermee in het te testen.
Het elfdaagse experiment dat een veld definieerde
De experimenten vonden plaats in september 1985. Ze duurden elf dagen. Het team bestond uit Kroto, Smalley en Curl. Studentcollega’s James Heath, Yuan Liu en Sean O’Brien hielpen bij de uitvoering van het werk. Het apparaat van Smalley verdampte grafiet. De laser raakte de koolstof. Ze simuleerden de atmosferen van gigantische sterren.
De resultaten waren onmiddellijk. De studie bevestigde dat koolstofketens kunnen worden geproduceerd. Maar er verscheen nog iets anders. Een tot nu toe onbekende koolstofsoort ontstond spontaan. Het was overvloedig. Het bevatte 60 atomen.
De atomen van fullerenen zijn gerangschikt in een gesloten schil.
Dit molecuul was stabiel. C60 is het kleinste stabiele fullereen. De 60 koolstofatomen passen samen in een kooi. De verbindingen leken op de naden van een voetbal. De vorm kwam overeen met de geodetische koepels van architect R. Buckminster Fuller. Vandaar de naam buckminsterfullereen. Of simpelweg: de buckyball.
Smalley was een vooraanstaand voorstander van nanotechnologie. Zijn werk legde de basis voor het veld. Hij speelde een sleutelrol in het National Nanotechnology Initiative. Dit federale programma ging van start in 2000. Het blijft een grote onderzoeks- en ontwikkelingsinspanning. De erfenis van Smalley is niet alleen een molecuul. Het is de infrastructuur die hij heeft helpen bouwen voor de wereld op nanoschaal.