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Fullerene: cos’è?

Vediamo, in maniera molto semplice, cosa è un fullerene.
La scoperta dei fullereni è stata una vera e propria rivoluzione nel campo delle nanotecnologie ed è una delle scoperte più sensazionali del XX secolo.

Il fullerene è una minuscola molecola tridimensionale composta interamente da carbonio delle dimensioni inferiori al nanometro (1nm= 1 miliardesimo di metro).

Ha una struttura identica alla cupola geodetica (detta anche “pallone da football”, infatti inizialmente il nome della molecola era soccerene, da soccer=gioco del calcio) e venne chiamato così in onore di Buckminster Fuller che concepì la cupola geodetica.

cupola geodetica a Montreal
Cupola geodetica – Montreal

E’  stato scoperto nel 1985 da Harold Kroto, Robert Curl e Richard Smalley durante uno studio, a Houston-Texas,  atto a riprodurre la chimica dell’atmosfera delle stelle giganti rosse. Ci riuscirono e questo valse loro l’attribuzione del premio Nobel per la chimica nel 1996.

Successivamente un gruppo di scienziati, coinvolti nello studio della polvere interstellare, creò in laboratorio un nuovo modello molecolare di carbonio di forma super solida: il fullerene appunto..

Fino ad allora gli scienziati erano a conoscenza solo di 2 strutture principali del carbonio:

il diamante, dove ciascun atomo di carbonio si trova al centro di un tetraedro i cui vertici sono i 4 atomi vicini (questa struttura definisce il diamante come la sostanza più dura della Terra)

diamante - disegno della struttura tetraedrica
Diamante

la grafite, dove gli atomi di Carbonio formano anelli esagonali formanti, a loro volta, una griglia a nido d’ape. Le griglie sono posizionate l’una sull’altra, in strati, debolmente correlati tra loro. Questa struttura definisce la caratteristica della grafite ossia bassa durezza e la proprietà di sfaldarsi facilmente in piccole scaglie

grafite - disegno della struttura esaedrica
Grafite

Il primo fullerene scoperto (100 volte più resistente del diamante) è una nuova forma di carbonio, composto da 12 pentagoni e 20 esagoni e, ad ogni vertice, corrisponde un atomo di carbonio e ad ogni lato un legame covalente.

fullerene - disegno della struttura a pentagoni ed esagoni
Fullerene C60

Nel 1992, dopo la sintesi artificiale della molecola in laboratorio, una nuova scoperta: il russo Semeon Tsipursky con l’americano Peter Buseck, durante una spedizione in Carelia (Russia), prende un piccolo pezzo di shungite e, analizzandolo, trova la presenza di fullereni C60 (60 atomi) e C70 (70 atomi).
Questa scoperta verrà successivamente confermata da laboratori scientifici ufficiali americani.

Nel 2012 due ricercatori (Iglesias e Groth) pubblicarono uno studio nel quale si afferma che i fullereni sono i responsabili di tutta una serie di emissioni e modificazioni delle radiazioni osservate da varie galassie

La scoperta dei fullereni è stata una vera e propria rivoluzione nel campo delle nanotecnologie ed è una delle scoperte più sensazionali del XX secolo.

I fullereni si trovano ovunque in natura, specialmente dove coesistono carbonio ed elevata energia; si possono trovare vicino alle stelle al carbonio, nello spazio interstellare, nei luoghi in cui si è abbattuto un fulmine e vicino ai crateri dei vulcani.
Si formano persino nei fornelli a gas di casa o nella fiamma di un comune accendino, con la combustione del gas.

Una piccola curiosità:

Il 4 settembre 2010 Google ha dedicato il doodle proprio al fullerene, in occasione del 25.mo anno dalla sua scoperta (puoi vederlo, cliccando su questo link!):

https://www.google.com/logos/buckyball.html

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