Co to są fulereny?
Fulereny są formą cząsteczki węgla, która nie jest ani grafitem, ani diamentem. Składają się z kulistego, elipsoidalnego lub cylindrycznego układu kilkudziesięciu atomów węgla. Fulereny zostały nazwane na cześć Richarda Buckminstera Fullera, architekta znanego z projektowania kopuł geodezyjnych, które wyglądem przypominają sferyczne fulereny. Kulisty fuleren wygląda jak piłka nożna i często nazywa się go „buckyballs”, podczas gdy cylindryczne fulereny są znane jako „buckytubes” lub „nanotubes”.
Fulereny zostały odkryte jako nieoczekiwana niespodzianka podczas eksperymentów spektroskopii laserowej na Uniwersytecie Rice we wrześniu 1985 roku. Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii z 1996 roku otrzymali profesorowie Robert F. Curl, Jr., Richard E. Smalley i Sir Harold W. Kroto za ich odkrycie . Cząsteczki fulerenowe składają się z 60, 70 lub więcej atomów węgla, w przeciwieństwie do diamentu i grafitu, bardziej znanych form węgla.
Fulereny występują naturalnie tylko w niewielkich ilościach, ale sugerowano kilka technik ich wytwarzania w większych ilościach. Nowoczesna technika wykorzystuje płomień benzenowy do produkcji fulerenów. Inne techniki obejmują odparowanie prętów grafitowych i katalityczne chemiczne osadzanie z fazy gazowej z par etanolu.
Rodzina fulerenowych cząsteczek węgla ma szereg unikalnych właściwości. Nanorurka fulerenowa ma wytrzymałość na rozciąganie około 20 razy większą niż stopy stali o wysokiej wytrzymałości i gęstość o połowę niższą niż aluminium. Nanorurki węglowe wykazują właściwości nadprzewodzące i zsyntetyzowano pojedyncze nanorurki o długości do 4 centymetrów. Istnieje wiele firm, które opracowują nanorurki do zastosowań komercyjnych, w tym do pamięci komputerowej, przewodów elektronicznych i materiałoznawstwa. Pewnego dnia nanorurki można wykorzystać do stworzenia futurystycznych komputerów niemożliwych przy użyciu konwencjonalnych technik litograficznych.
Nanorurki były głównym tematem szumu wokół rozwijającej się dziedziny „nanotechnologii”. Stowarzyszenie bywa czasem mylące; kiedy fizyk Richard Feynman początkowo zaproponował budowę systemów wytwarzania, które montują produkty na poziomie molekularnym („nanotechnologia molekularna”), mówił o małych, produktywnych systemach maszynowych, a nie o tworzeniu egzotycznych materiałów w skali nano, takich jak fulereny, przy użyciu technik chemicznych w skali makro . Mała fabryka zbudowana w całości z fulerenów kwalifikowałaby się jako nanotechnologia molekularna, ale same fulereny nie. Jest to krytyczne rozróżnienie, często pomijane przez niektórych naukowców, inwestorów venture capital i technologów, którzy lubią używać słowa „nanotechnologia” jako narzędzia przyciągania funduszy lub uwagi.