Fullerener är en form av kolmolekyl som varken är grafit eller diamant. De består av ett sfäriskt, ellipsoid eller cylindriskt arrangemang av dussintals kolatomer. Fullerener döptes efter Richard Buckminster Fuller, en arkitekt känd för designen av geodetiska kupoler som liknar sfäriska fullerener till utseendet. En sfärisk fulleren ser ut som en fotboll och kallas ofta ”buckyballs”, medan cylindriska fullerener är kända som ”buckytubes” eller ”nanotubes”.
Fullerener upptäcktes som en oväntad överraskning under laserspektroskopiexperiment vid Rice University i september 1985. 1996 års Nobelpris i kemi tilldelades professorerna Robert F. Curl, Jr., Richard E. Smalley och Sir Harold W. Kroto för deras upptäckt. . Fullerenmolekyler består av 60, 70 eller fler kolatomer, till skillnad från diamant och grafit, de mer välkända formerna av kol.
Fullerener förekommer endast i små mängder naturligt, men flera tekniker för att producera dem i större volymer har föreslagits. Den moderna tekniken använder en bensenlåga för att producera fullerener. Andra tekniker inkluderar förångning av grafitstavar och katalytisk kemisk ångavsättning från etanolånga.
Fullerenfamiljen av kolmolekyler har en rad unika egenskaper. Ett nanorör av fulleren har en draghållfasthet som är ungefär 20 gånger högre än höghållfasta stållegeringar och en densitet som är hälften så stor som aluminium. Kolnanorör uppvisar supraledande egenskaper, och enstaka nanorör upp till 4 centimeter långa har syntetiserats. En rad företag finns för att utveckla nanorör för kommersiella tillämpningar, inklusive datorminne, elektroniska ledningar och materialvetenskap. En dag kunde nanorör användas för att skapa futuristiska datorer som inte är möjliga med konventionella litografiska tekniker.
Nanorör har varit ett centralt fokus i buzzen kring det framväxande området ”nanoteknik”. Föreningen är ibland vilseledande; När fysikern Richard Feynman ursprungligen föreslog att bygga tillverkningssystem som sätter samman produkter på molekylär nivå (”molekylär nanoteknik”), talade han om små, produktiva maskinsystem, inte skapandet av exotiska nanoskaliga material som fullerener med hjälp av makroskaliga kemitekniker . En liten fabrik byggd helt av fullerener skulle kvalificera sig som molekylär nanoteknik, men fullerener på egen hand gör det inte. Detta är en kritisk distinktion som ofta förbises av vissa akademiker, riskkapitalister och teknologer som gillar att använda ordet ”nanoteknik” som ett verktyg för att locka finansiering eller uppmärksamhet.