Фуллерен — это молекула, которая представляет собой замкнутую сферу, состоящую из 60 атомов углерода. Теоретически фуллерены были предсказаны задолго до их экспериментального получения.
В 1966 г. Дэвид Джонс предположил, что внедрение пятиугольных дефектов в графитовый слой, состоящий из правильных шестиугольников, может превратить этот плоский слой в полую замкнутую структуру. В 1971 г. японский физик Э. Осава исследовал возможность существования такой структуры, однако результаты опубликовал лишь в журнале Kagaku («Химия»), который выходит исключительно на японском языке. Именно из-за языкового барьера его работа не была известна научному сообществу вплоть до экспериментального открытия С.
В СССР в 1971 г. впервые был проведен квантово-химический расчет стабильности и электронной структуры фуллерена. Директор Института элементоорганических соединений РАН, академик А. Несмеянов, предложил заведующему лабораторией квантовой химии Д. Бочвару исследовать полыеуглеродные замкнутые структуры, в которые могут быть помещены атомы металлов, и тем самым изолировать их от воздействия окружающей среды. Бочвар подключил к этой работе своих сотрудников Е. Гальперн и И. Станкевича и первым делом исследовал стабильность молекулы C, которая имеет форму додекаэдра и носит название «карбододекаэдр». Однако размер такой молекулы оказался настолько мал, что внедрить в нее атомы металла было просто невозможно. К тому же результаты расчетов показали, что такая структура должна быть нестабильной. Работа приостановилась, и Станкевич, будучи заядлым футболистом, предложил другую возможную замкнутую структуру из углерода С, форма которой — симметричный усеченный икосаэдр — очень напоминает футбольный мяч. Притащив в лабораторию такой вот мяч, Станкевич заявил Гальперн: «Лена, 22 здоровых мужика часами пинают этот мяч, и с ним ничего не делается. Молекула такой формы должна быть очень крепкой».
Квантово-химический расчет крошечной, но сложной по структуре молекулы оказался почти непосильной задачей для компьютеров того времени, однако ученые все-таки провели его и убедились, что С является стабильной молекулой. Тем не менее убедить других химиков в возможности существования такой молекулы оказалось непросто, и только в 1972 г., с появлением краткой заметки американских ученых о молекуле-додекаэдре С, Бочвар представил работу о С в АН СССР. К его разочарованию, химики-экспериментаторы не захотели синтезировать эту структуру, и вплоть до синтеза в 1985 г. она считалась теоретической выдумкой.