Smalley kreeg in 1996 samen met Harold Kroto en Robert Curl de Nobelprijs voor de ontdekking van de buckybal, een uit zestig koolstofatomen bestaand, voetbalvormig molecuul. Buckyballen, of voluit: Buckminster fullerenen, veroorzaakten bij hun ontdekking in 1985 wereldwijd grote opwinding. Naast grafiet en diamant vormen buckyballen namelijk een geheel nieuwe verschijningsvorm van koolstof. Smalley zou uiteindelijk als een ware evangelist het ontluikende vakgebied van de nanotechnologie op de kaart zetten. Buckyballen, koolstof nanobuisjes, Smalley zag er de commerciële belangen van in. De laatste jaren predikte hij de overtuiging dat nanotechnologie het wereldenergievraagstuk op zou kunnen lossen. Aanvankelijk zag het er overigens helemaal niet naar uit dat er een succesvolle wetenschappelijke carrière voor Smalley was weggelegd. Hij was een bijzonder slecht gemotiveerde student, en pas toen hij de concurrentiestrijd aanmoest met zijn zus Linda, die dezelfde scheikundecollege’s volgde, veranderde dat. “Voor die tijd lag ik ’s nachts in bed te hopen dat er een kernoorlog uit zou breken, zodat ik mijn huiswerk niet hoefde te maken”, haalt de New York Times Smalley aan.