Un buckyball est une cage sphérique ou ellipsoïdale composée d’atomes de carbone liés de manière covalente. C’est un fullerène, un allotrope (arrangement) de carbone, comme le graphite et le diamant. Le C60 est le premier fullerène découvert, et il est connu sous le nom de buckminsterfullerene, d’après les dômes géodésiques de l’architecte Buckminster Fuller, auxquels la molécule ressemble. Les fullerènes sont extrêmement forts mais relativement coûteux à produire et à purifier. Une autre variété de fullerènes sont les nanotubes, qui sont cylindriques plutôt que sphériques.
Les fullerènes ont été découverts pour la première fois en 1985 par Harold Kroto, James Heath, Sean O’Brien, Robert Curl et Richard Smalley dans des expériences de faisceaux moléculaires. Plus tard, ils ont été observés dans des endroits communs où l’on trouve du carbone, comme la suie de bougie. Kroto, Curl et Smalley ont finalement reçu le prix Nobel de chimie 1996 pour leur travail avec ces molécules.
Les Buckyballs sont disponibles dans toutes les tailles. Le plus petit se compose de 20 atomes de carbone et l’un des plus grands en a 540, bien que des variantes encore plus grandes soient susceptibles d’être découvertes ou fabriquées. Les plus fréquemment rencontrés ont 60 ou 70 atomes de carbone.
Parce que ces molécules forment de grandes cages, d’autres atomes sont parfois piégés à l’intérieur. Des preuves d’un impact d’astéroïde à la fin de l’ère permienne ont été trouvées en analysant les gaz rares ainsi piégés.
Les fullerènes sont le seul allotrope de carbone qui peut être dissous dans les liquides, et même alors, seulement en petites quantités. Une solution de fullerène pur est de couleur violette. Bien qu’il y ait eu des questions sur la sécurité du buckyball pour les animaux marins, on sait qu’ils sont en grande partie inertes et les preuves contre leur réactivité sont beaucoup plus élevées que celles en faveur de celui-ci.
Les métallofullerènes combinent des ions métalliques avec des atomes de carbone, et d’autres variantes sont également possibles. La recherche dans ce domaine ne fait que commencer.
La méthode de production la plus courante pour ces molécules consiste à situer un bloc de graphite entre deux électrodes et à envoyer une charge à travers le bloc. L’arc plasma qui en résulte provoque la création de nombreux fullerènes, qui doivent ensuite être isolés de la suie environnante.