Was sind Fullerene?
Fullerene sind eine Form von Kohlenstoffmolekülen, die weder Graphit noch Diamant sind. Sie bestehen aus einer kugelförmigen, ellipsoiden oder zylindrischen Anordnung von Dutzenden Kohlenstoffatomen. Fullerene wurden nach Richard Buckminster Fuller benannt, einem Architekten, der für die Gestaltung von geodätischen Kuppeln bekannt ist, deren Aussehen kugelförmigen Fullerenen ähnelt. Ein kugelförmiges Fulleren ähnelt einem Fußball und wird oft als "Buckyballs" bezeichnet, wohingegen zylindrische Fullerene als "Buckytubes" oder "Nanotubes" bezeichnet werden.
Fullerene wurden als unerwartete Überraschung bei Laserspektroskopie-Experimenten an der Rice University im September 1985 entdeckt. Der Nobelpreis für Chemie 1996 wurde an die Professoren Robert F. Curl Jr., Richard E. Smalley und Sir Harold W. Kroto für ihre Entdeckung verliehen . Fullerenmoleküle bestehen aus 60, 70 oder mehr Kohlenstoffatomen, im Gegensatz zu Diamant und Graphit, den bekannteren Formen von Kohlenstoff.
Fullerene kommen auf natürliche Weise nur in geringen Mengen vor, es wurden jedoch verschiedene Techniken zur Herstellung in größeren Mengen vorgeschlagen. Die moderne Technik verwendet eine Benzolflamme, um Fullerene zu erzeugen. Andere Techniken umfassen die Verdampfung von Graphitstäben und die katalytische chemische Dampfabscheidung aus Ethanoldampf.
Die Fullerenfamilie der Kohlenstoffmoleküle besitzt eine Reihe einzigartiger Eigenschaften. Ein Fulleren-Nanoröhrchen hat eine etwa 20-fache Zugfestigkeit gegenüber hochfesten Stahllegierungen und eine halb so hohe Dichte wie Aluminium. Kohlenstoffnanoröhren weisen supraleitende Eigenschaften auf, und einzelne Nanoröhren mit einer Länge von bis zu 4 Zentimetern wurden synthetisiert. Es gibt eine Reihe von Unternehmen, die Nanoröhren für kommerzielle Anwendungen entwickeln, darunter Computerspeicher, elektronische Drähte und Materialwissenschaften. Mit Nanoröhren könnten eines Tages futuristische Computer geschaffen werden, die mit herkömmlichen Lithografietechniken nicht möglich sind.
Nanoröhren waren ein zentrales Thema im Umfeld der aufstrebenden "Nanotechnologie". Die Assoziation ist manchmal irreführend; Als der Physiker Richard Feynman ursprünglich vorschlug, Fertigungssysteme zu bauen, die Produkte auf molekularer Ebene zusammensetzen ("molekulare Nanotechnologie"), sprach er von winzigen, produktiven Maschinensystemen und nicht von der Herstellung exotischer Materialien im Nanomaßstab wie Fullerenen mit Hilfe chemischer Techniken im Makromaßstab . Eine winzige Fabrik, die vollständig aus Fullerenen gebaut wurde, würde als molekulare Nanotechnologie gelten, Fullerene allein jedoch nicht. Dies ist eine kritische Unterscheidung, die von einigen Akademikern, Risikokapitalgebern und Technologen häufig übersehen wird, die das Wort "Nanotechnologie" gern als Instrument verwenden, um Finanzmittel oder Aufmerksamkeit zu erregen.