Un buckyball è una gabbia sferica o ellissoidale costituita da atomi di carbonio legati in modo covalente. È un fullerene, un allotropo (disposizione) del carbonio, come la grafite e il diamante. C60 è il primo fullerene scoperto, ed è noto come buckminsterfullerene, dalle cupole geodetiche dell’architetto Buckminster Fuller, a cui la molecola assomiglia. I fullereni sono estremamente forti ma relativamente costosi da produrre e purificare. Un’altra varietà di fullereni sono i nanotubi, che sono cilindrici anziché sferici.
I fullereni sono stati scoperti per la prima volta nel 1985 da Harold Kroto, James Heath, Sean O’Brien, Robert Curl e Richard Smalley in esperimenti con fasci molecolari. Successivamente, sono stati osservati in luoghi comuni in cui si trova il carbonio, come la fuliggine delle candele. Alla fine Kroto, Curl e Smalley hanno ricevuto il Premio Nobel per la Chimica nel 1996 per il loro lavoro con queste molecole.
I Buckyball sono disponibili in tutte le taglie. Il più piccolo è costituito da 20 atomi di carbonio e uno dei più grandi ne ha 540, anche se è probabile che vengano scoperte o prodotte varianti ancora più grandi. Quelli che si incontrano più frequentemente hanno 60 o 70 atomi di carbonio.
Poiché queste molecole formano grandi gabbie, a volte altri atomi rimangono intrappolati al loro interno. Le prove dell’impatto di un asteroide alla fine del Permiano sono state trovate analizzando i gas nobili intrappolati in questo modo.
I fullereni sono l’unico allotropo del carbonio che può essere sciolto nei liquidi, e anche in questo caso, solo in piccole quantità. Una soluzione di fullerene puro è di colore viola. Sebbene ci siano state domande sulla sicurezza del buckyball per gli animali marini, è noto che sono in gran parte inerti e le prove contro la loro reattività sono molto più alte di quelle a favore.
I metallofullereni combinano insieme ioni metallici con atomi di carbonio e sono possibili anche altre varianti. La ricerca in questo settore è appena iniziata.
Il metodo di produzione più comune per queste molecole consiste nel posizionare un blocco di grafite tra due elettrodi e inviare una carica attraverso il blocco. L’arco plasma risultante provoca la creazione di molti fullereni, che devono poi essere isolati dalla fuliggine circostante.