Wat zijn Fullerenen?
Fullerenen zijn een vorm van koolstofmolecule die noch grafiet noch diamant is. Ze bestaan uit een bolvormige, ellipsoïde of cilindrische opstelling van tientallen koolstofatomen. Fullerenen zijn vernoemd naar Richard Buckminster Fuller, een architect die bekend staat om het ontwerp van geodetische koepels die qua uiterlijk lijken op bolvormige fullerenen. Een bolvormig fullereen lijkt op een voetbal en wordt vaak "buckyballs" genoemd, terwijl cilindrische fullerenen bekend staan als "buckytubes" of "nanobuisjes".
Fullerenen werden ontdekt als een onverwachte verrassing tijdens laserspectroscopie-experimenten aan de Rice University in september 1985. De 1996 Nobelprijs voor chemie werd toegekend aan professoren Robert F. Curl, Jr., Richard E. Smalley en Sir Harold W. Kroto voor hun ontdekking . Fullereenmoleculen bestaan uit 60, 70 of meer koolstofatomen, in tegenstelling tot diamant en grafiet, de meer bekende vormen van koolstof.
Fullerenen komen van nature alleen in kleine hoeveelheden voor, maar er zijn verschillende technieken voorgesteld om ze in grotere hoeveelheden te produceren. De moderne techniek gebruikt een benzeenvlam om fullerenen te produceren. Andere technieken omvatten de verdamping van grafietstaven en katalytische chemische dampafzetting uit ethanoldamp.
De fullereen-familie van koolstofmoleculen bezit een reeks unieke eigenschappen. Een fullereen nanobuis heeft een treksterkte van ongeveer 20 keer die van zeer sterke staallegeringen en een dichtheid die de helft is van die van aluminium. Koolstof nanobuisjes vertonen supergeleidende eigenschappen, en enkele nanobuisjes tot 4 centimeter lang zijn gesynthetiseerd. Er bestaat een reeks bedrijven om nanobuizen te ontwikkelen voor commerciële toepassingen, waaronder computergeheugen, elektronische draden en materiaalkunde. Op een dag kunnen nanobuizen worden gebruikt om futuristische computers te maken die niet mogelijk zijn met conventionele lithografische technieken.
Nanobuisjes hebben centraal gestaan in de drukte rondom het opkomende gebied van 'nanotechnologie'. De associatie is soms misleidend; toen natuurkundige Richard Feynman oorspronkelijk voorstelde om productiesystemen te bouwen die producten op moleculair niveau assembleren ("moleculaire nanotechnologie"), had hij het over kleine, productieve machinesystemen, niet over het creëren van exotische materialen op nanoschaal zoals fullerenen met behulp van macro-chemietechnieken . Een kleine fabriek volledig gebouwd uit fullerenen zou in aanmerking komen als moleculaire nanotechnologie, maar fullerenen alleen niet. Dit is een kritisch onderscheid dat vaak wordt over het hoofd gezien door sommige academici, venture capitalists en technologen die dol zijn op het gebruik van het woord "nanotechnologie" als een hulpmiddel om financiering of aandacht te trekken.