バックミンスターフラーレン
1985～90年の間、Kroto はイギリスのブライトンにあるサセックス大学の同僚と協力して、実験室のマイクロ波分光技術を使って炭素鎖のスペクトルを分析しました。 その結果、星間ガス雲や炭素を多く含む赤色巨星の大気中に、5～11個の炭素原子からなる鎖状の分子を電波天文学的に検出することに成功したのである。 1984年にテキサス州ヒューストンのライス大学を訪れた際、マイクロ波と赤外線分光学の権威であるカールは、スマレーが開発した独創的なレーザー超音速クラスタービーム装置をクロトーに見せるよう勧めた。 この装置は、あらゆる物質を蒸発させて原子のプラズマにし、その結果生じるクラスター（数十から数十個の原子の集合体）を研究するためのものであった。 クロトは、この装置を使って炭素星の大気中の化学状態をシミュレートすれば、炭素鎖の起源が星であるという彼の推測の有力な証拠になるかもしれないと考えたのだ。 1985年9月にライス大学で行われた、クロトー、スマレー、カール、そして彼らの学生仲間であるジェームズ・ヒース、ユアン・リュー、ショーン・オブライエンによる11日間の一連の実験は、スマレーの装置を使って、気化レーザーをグラファイトに当て、巨大星の大気中の化学状態を模擬するもので、今では有名になった。 この研究により、炭素鎖が生成されることが確認されただけでなく、これまで知られていなかった60個の原子を含む炭素種が比較的高い頻度で自発的に生成されることが、偶然にも明らかになったのである。 C60クラスターの驚くべき安定性を説明しようとした結果、このクラスターは、60の頂点と32の面（うち12面は5角形、20面は6角形）を持つ、切り詰めた20面体の形をした球状の閉じたかごでなければならないという結論が導き出された。
1985年から1990年にかけて、一連の研究により、C60 と C70 が実際に非常に安定であることが示され、ケージ構造の提案に説得力を与える証拠となりました。 さらに、C28、C36、C50 などの他の小さな準安定種の存在を示す証拠が得られ、原子がかごの中に閉じ込められた「内包」錯体の実験的証拠も得られました。 実験では、内包される原子の大きさが、周囲に存在しうる最小のケージの大きさを決定することが示された。 1990年、アメリカのドナルド・R・ハフマンとドイツのウォルフガング・クレッチマーは、巨視的な量のフラーレンを作る簡単な方法を発表した。ヘリウム雰囲気下で2本の黒鉛棒の間に電気アークを発生させ、炭素を蒸発させるのである。 その結果、凝縮した蒸気を有機溶媒に溶かすと、C60の結晶が得られることがわかった。
C60分子は、幅広い新規化学反応を起こします。 この挙動は、電池や高度な電子機器への応用の可能性を示唆しています。 この分子は、水素やハロゲン元素の原子を容易に加えることができる。 ハロゲン原子は、フェニル（ベンゼンを起源とする式C6H5で表される環状炭化水素）などの他の基で置換することができ、新規なフラーレン誘導体への道が開かれる。 これらの誘導体の中には、先進的な材料挙動を示すものがある。 特に重要なのは、C60とアルカリ金属およびアルカリ土類金属との結晶性化合物で、これらの化合物は19K以上の比較的高い温度で超伝導を示す唯一の分子系である。 この化合物（M@C60という式で表される）は広く研究されている。 アルカリ金属やアルカリ土類金属、初期のランタノイドは、金属を含浸させたグラファイトディスクやロッドを蒸発させることで捕捉することができる。 ヘリウム（He）は、C60をヘリウム蒸気中で加圧加熱することによっても捕捉することができる。 地質学的な場所からは、珍しい同位体比を持つHe@C60の微小なサンプルが見つかっており、隕石から見つかったサンプルは、それが見つかった天体の起源に関する情報を与えてくれるかもしれません。