Was sind Fullerene?

Fullerene sind Kohlenstoffmoleküle in Form einer geschlossenen Kugel oder einer Röhre, wobei sich die Kohlenstoffatome – und das ist die Besonderheit – an der »Oberfläche« dieser Gebilde zu einem Gitter anordnen, während der Innenbereich hohl bleibt. In den am besten untersuchten Fullerenen aus sechzig bis siebzig Kohlenstoffatomen erkennen Sportenthusiasten unschwer einen Fußball. Ihren Namen haben die Fullerene jedoch in Erinnerung an Richard Buckminster Fuller, einem Architekten ähnlich aussehender, kugelförmiger Häuser (etwas respektloser spricht man auch von »Buckyballs«). Erzeugt wurden Fullerene erstmals von Richard Smalley und seinen Mitarbeitern im Jahre 1985. Für diese Entdeckung und ihre Erforschung wurden Robert F. Curl jr., Sir Harold W. Kroto und Richard E. Smalley 1996 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet.

Fullerene entstehen, wenn Kohlenstoff bei hoher Temperatur in einer sauerstofffreien Atmosphäre »verbrannt« wird, etwa in einem elektrischen Lichtbogen – bei Anwesenheit von Sauerstoff würde der Kohlenstoff wie ein Brikett verbrennen. Dabei lagern sich Kohlenstoffatome aneinander und wachsen zu Ketten unterschiedlicher Länge. Einige davon wachsen auch »in die Breite« und bilden so allmählich die kugelförmige Struktur des Fullerens. Durch gezielte Anlagerung weiterer Kohlenstoffatome an ein solches, etwa bei der Herstellung im Labor, kann ein Buckyball fast beliebig verlängert werden. So entstehen lange Schläuche, die sog. Nanoröhren.