qu'est-ce qu'un fullerène ?

Les fullerènes constituent la troisième forme connue du carbone, après le graphite (anciennement utilisé pour les mines de crayons, à présent matériau indispensable à la fabrication de batteries au lithium) et le diamant.

Les fullerènes sont des formes de carbone constitué de molécules ayant la forme d'une sphère, d'un ellipsoïde, d'un tube (le fameux nanotube de carbone) ou  encore d'un anneau.

L’existence du C60 avait été prédite par Eiji Osawa, de l’Université technique de Toyohashi en 1970. Il avait remarqué que la structure de la molécule de corannulène était un sous-ensemble d’une forme en ballon de football, et il fit l’hypothèse qu’une forme complète en ballon de football pourrait exister. Son idée fut reprise dans des journaux japonais, mais n’atteignit pas les audiences européenne et américaine.

Ils ont été découverts le 4 septembre 1985 par Harold Kroto, Robert Curl et Richard Smalley, ce qui leur valut le prix Nobel de chimie en 1996. Ces derniers cherchaient à mieux comprendre les mécanismes de formation des longues chaînes de carbone dans l'espace.

À cette fin, ils vaporisèrent un disque de graphite par ablation laser et mirent en évidence l'existence d'agrégats particulièrement stables contenant 60 atomes de carbone. Peu à peu, ils parvinrent à les étudier, ouvrant la voie à l'émergence de nouveaux domaines de recherche.

Il existe de nombreux types de fullerènes. On les distingue par :

• leurs appellations : la lettre C désigne le carbone, le nombre qui suit indique le nombre d'atomes de carbone. Ainsi, le C 60 contient 60 atomes de carbone, tandis que le C20 n'en contient que 20.
• leurs formes : sphères, tubes, anneaux, etc.

Le C60 et le C70 sont des structures chimiques qui ont été synthétisées par l'être humain en 1985, elles faisaient donc partie des composés chimiques artificiels. Mais depuis la découverte de ces molécules sur Terre et dans l'espace interstellaire, elles sont désormais classées comme espèces chimiques naturelles (et synthétiques pour les variantes uniquement synthétisées en laboratoire).

Les fullerènes possèdent une structure creuse de dimensions de l’ordre du nanomètre, ils sont donc classés comme nanoparticules.

Leurs propriétés structurelles, de conductivité et de lubrification sont au centre de l’attention des chercheurs. Ils sont déjà couramment utilisés notamment les domaines de la santé, des produits cosmétiques, de l'électronique, et du photovoltaïque.

Le fullerène C60 se compose de 60 atomes de carbones reliés entre eux par des liaisons atomiques particulières, qui lui donnent sa forme distinctive et une solidité hors du commun. Ses atomes forment une sphère composée de 12 pentagones et 20 hexagones, ce qui donne à la molécule la même forme qu'un ballon de football ou d'un dôme géodésique.

C'est pourquoi on l'appelle aussi "footballène", ou encore "buckminsterfullerène", en l'honneur de l'architecte Richard Buckminster Fuller, l'inventeur du dôme géodésique.