Els ful·lerens són la tercera forma al·lòtropica del carboni La seva estructura polièdrica consisteix en 12 pentàgons i n hexàgons, on n pot ser qualsevol nombre excepte 1. Foren detectats primer en la pols interestel·lar i, més tard, els físics Wolfgang Kratschmer i Donald R.Huffman posaren a punt un mètode de síntesi de ful·lerè mitjançant descàrregues electròniques d’un arc voltaic entre elèctrodes de carboni. Vers els anys setanta els químics soviètics D.A. Bochvar i E.G. Galpen proposaren que una forma de carboni amb 60 àtoms de carboni podria tenir una estructura estable. Hom proposà el nom de buckmnisterful·lerè (o més usualment ful·lerè) per recordar les cúpules dissenyades per l’americà R. Buckminster Fuller. A més del C 60 , ja sintetitzat al laboratori, hom suposa l’existència del C 70 , així com altres molècules de forma C n , on n val, per als més estables, 84, 180 o 240. En canvi, hom creu que quan n té un valor petit, la molècula no és estable. Així i tot, s’ha obtingut una molècula també esfèrica de fórmula Ti 8 C 12 , pertanyent a un nou grup de compostos anomenats provisionalment metcar. També s’ha obtingut una molècula totalment fluorada, el C 60 F 60 , que pot tenir una gran estabilitat a alta temperatura. Quant al C 60 , la seva forma esfèrica, composta per 12 hexàgons i 20 pentàgons, ha fet que fos anomenat futbolè (per tal com recorda una pilota de futbol). La facilitat de reacció dels ful·lerens amb reactius orgànics fa suposar que la producció de polímers de ful·lerè és possible. Les propietats dels ful·lerens han afectat la concepció clàssica de l’aromaticitat dels composts orgànics cíclics, atribuïda als núvols d’electrons pi deslocalitzats situats a banda i banda del pla de l’anell, que en el cas dels ful·lerens poden participar en la formació d’enllaços, per exemple, amb àtoms d’hidrogen donant hidrocarburs com el C 36 H 12 , sintetitzat fa alguns anys. Alguns dels seus compostos tenen propietats inusuals, com ara els derivats alcalins i alcalinoterris, que presenten superconductivitat, fenomen que encara no s’ha pogut explicar. D’altra banda, l’estructura esfèrica dels ful·lerens és ideal per a capturar àtoms i molècules al seu interior de manera similar a les zeolites. Això ha donat lloc a la formació dels anomenats ful·lerens endohèdrics; en el cas que l’àtom atrapat sigui metàl·lic, hom parla de metaloful·lerens. En el seu interior, els àtoms queden fixats per forces de Van der Waals, no per enllaços químics. S'ha aconseguit introduir-hi la major part dels gasos nobles, com també les molècules de nitrogen, oxigen i diòxid de carboni; en general, per a obtenir-los cal escalfar el ful·lerè en presència del gas que s’hi vol introduir. Les aplicacions dels ful·lerens i els seus derivats es troben en camps com el de l’electrònica, el magnetisme, la lubrificació de superfícies i la creació de nanoestructures, i alguns dels seus derivats metàl·lics poden emprar-se com a superconductors.
m
Química
Molècula de ful·lerè C60 (a dalt) i la mateixa molècula totalment hidrogenada C60H60 (a baix)
© Fototeca.cat