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從宇宙的早期到現代科技：巴克敏斯特富勒烯如何揭示納米集群的歷史？
納米集群是原子精確的晶體材料，通常存在於0至2納米的範圍內。它們經常被視為在合成較大材料（如半導體和金屬納米晶體）過程中形成的動力學穩定中間體。當前大部分研究集中在納米集群的結晶結構特徵及其在更大材料的成核和生長機制中的角色上。
材料可以分為三個不同的範疇：塊體、納米粒子和納米集群。塊體金屬是良好的導電體和光學反射體，而金屬納米粒子因表面等離子共振而呈現強烈顏色。
然而，當金屬納米集群的大小進一步縮小，形成納米集群塊時，能帶結構變得不連續，並分解為離散能階，這與分子的能階相似。這一過程使得納米集群具備了類似單一分子的特性，不再展示等離子行為，因此被稱為連結原子和納米粒子之間的橋樑。納米集群也可以稱為分子納米粒子。
納米集群的歷史
穩定的納米集群（如巴克敏斯特富勒烯 C60）的形成被推測發生在宇宙的早期。回顧歷史，首批被發現的納米集群結構是因齊特階段（Zintl phases）和金屬間化合物，這些是在1930年代研究的對象。1950年代和1960年代進行的首批實驗，則是故意形成納米集群的嘗試。
在這一時期，納米集群是通過超聲速擴張低溫下的強流分子束產生的。激光氣化技術的發展使得創造絕大多數元素的納米集群成為可能，自1980年代以來，對半導體元素、化合物集群及過渡金屬納米集群的研究取得了巨大進展。
一般情況下，亞納米級金屬集群通常包含少於10個原子，尺寸少於1納米。
金屬納米集群的大小和原子數量
根據日本數學物理學家久保良吾的理論，能量級間隔可以通過以下公式預測：
δ = EF / N
其中 EF 是費米能量，N 是原子數。對於量子約束，δ的估計等於熱能 (δ = kT)，其中 k 是玻爾茲曼常數，T 是溫度。
穩定性
並非所有集群都是穩定的。納米集群的穩定性取決於集群中的原子數量、價電子計數和包覆結構。1990年代，希爾及其同事通過超聲速擴張原子集群源到真空中，在惰性氣體的存在下產生了原子集群束。他們與布萊克等人的研究發現，某些形成的金屬納米集群呈現穩定性，這種特殊質量的納米集群像是魔術集群。
這些魔術集群的原子數目或核心尺寸對應於原子殼的閉合。某些硫醇化集群（如 Au25(SR)18, Au38(SR)24 等）也顯示出魔術數目穩定性。
這種穩定性被哈金寧等人用理論解釋，即當價電子數對應於原子軌道的殼層閉合時，納米集群便是穩定的。
合成與穩定化
固態介質
分子束可以用於創建幾乎任何元素的納米集群束。在高真空中使用分子束技術結合質量分析儀，可進行質量選擇、分離和分析，最
