Cosa sono i fullereni?

I fullereni sono una forma di molecola di carbonio che non è né grafite né diamante. Sono costituiti da una disposizione sferica, ellissoidale o cilindrica di dozzine di atomi di carbonio. I fullereni prendono il nome da Richard Buckminster Fuller, un architetto noto per la progettazione di cupole geodetiche che assomigliano ai fullereni sferici in apparenza. Un fullerene sferico sembra un pallone da calcio e spesso viene chiamato "buckyballs", mentre i fullereni cilindrici sono noti come "buckytubes" o "nanotubi".

I fullereni furono scoperti come una sorpresa inaspettata durante gli esperimenti di spettroscopia laser alla Rice University nel settembre 1985. Il premio Nobel per la chimica del 1996 fu assegnato ai professori Robert F. Curl, Jr., Richard E. Smalley e Sir Harold W. Kroto per la loro scoperta . Le molecole di fullerene sono costituite da 60, 70 o più atomi di carbonio, a differenza del diamante e della grafite, le forme più familiari di carbonio.

I fullereni si verificano solo in piccole quantità naturalmente, ma sono state suggerite diverse tecniche per produrli in volumi maggiori. La moderna tecnica utilizza una fiamma di benzene per produrre fullereni. Altre tecniche includono la vaporizzazione di barre di grafite e la deposizione di vapore chimico catalitico dal vapore di etanolo.

La famiglia fullerene di molecole di carbonio possiede una gamma di proprietà uniche. Un nanotubo di fullerene ha una resistenza alla trazione circa 20 volte quella delle leghe di acciaio ad alta resistenza e una densità pari alla metà di quella dell'alluminio. I nanotubi di carbonio dimostrano proprietà superconduttive e sono stati sintetizzati singoli nanotubi di lunghezza fino a 4 centimetri. Esiste una serie di aziende per sviluppare nanotubi per applicazioni commerciali, tra cui memoria del computer, fili elettronici e scienza dei materiali. Un giorno i nanotubi potrebbero essere utilizzati per creare computer futuristici impossibili con le tecniche litografiche convenzionali.

I nanotubi sono stati al centro del ronzio che circonda il campo emergente della "nanotecnologia". L'associazione a volte è fuorviante; quando il fisico Richard Feynman inizialmente propose di costruire sistemi di fabbricazione che assemblano prodotti a livello molecolare ("nanotecnologia molecolare"), stava parlando di piccoli sistemi produttivi, non della creazione di materiali esotici su scala nanometrica come i fullereni usando tecniche di chimica su macro scala . Una minuscola fabbrica costruita interamente con fullereni si qualificherebbe come nanotecnologia molecolare, ma i fullereni da soli no. Questa è una distinzione critica spesso trascurata da alcuni accademici, venture capitalist e tecnologi che amano usare la parola "nanotecnologia" come strumento per attirare finanziamenti o attenzione.