Google dedica logo alle molecole di fullerene

Il fullerene è una sostanza sconosciuta ai più: a meno che non si sia dei fisici o degli ingegneri, è molto difficile che questo nome sia già stato sentito in precedenza.

Eppure, sarebbe importante avere almeno idea di cosa sia questo misterioso composto dalle molteplici proprietà, viste le sue innumerevoli applicazioni in campo scientifico, dall’elettronica alla medicina.

Il 4 settembre 1985, nei laboratori della Rice University (Texas), Robert F. Curl jr., Harold W. Kroto e Richard E. Smalley stavano cercando di riprodurre in laboratorio molecole di carbonio particolari, che erano state individuate nello spettro di alcune stelle.

Vaporizzando allora la grafite, tramite un laser, ottennero come risultato un nuovo aggregato di carbonio: il fullerene.

Studiando questa molecola, interamente composta di carbonio ( così come la grafite ed il diamante), fu subito chiaro che essa avesse la forma di un icosaedro, ovvero di un solido con venti facce (il classico pallone da calcio).

Inizialmente, si riuscirono ad isolare solo molecole di fullerene con 60 atomi di carbonio; solo in seguito, fu possibile produrre molecole di dimensione maggiore.

La scoperta fu davvero straordinaria: fino ad allora, si pensava che le uniche due strutture del carbonio fossero la grafite (composta di esagoni planari) ed il diamante (anelli non planari). Le molecole di fullerene, invece, hanno una struttura sferica, composta di esagoni e pentagoni. Ciò rende le loro proprietà davvero singolari ed ancora oggetto di studio.

I fisici responsabili della scoperta ottennero il premio Nobel per la chimica solo nel 1996 e fino ad allora si credeva che il fullerene potesse essere prodotto solo in laboratorio.

Solo successivamente ci si è resi conto che questo singolare composto è presente, nelle sue varie forme, anche in natura ed al di fuori dei laboratori; un esempio può essere la classica “cenere” di una candela: quella strana polvere nera che macchia le dita nel momento in cui si tocca lo stoppino di una candela appena spenta è composta di molecole di fullerene a 60 atomi di carbonio.

Ma quali sono le straordinarie proprietà di questa sostanza?

Nel 2003, i fullereni sono stati studiati per una loro possible applicazione in campo medico: legando determinati antibiotici alla loro struttura, sarebbe possibile abbattere determinate barriere batteriche e persino distruggere alcune cellule tumorali!

L’ostacolo è però rappresentato dall’insolubilità del fullerene nella maggioranza dei solventi chimici, come alcool e acetone, e dalla sua scarsa reattività con altre molecole: le altre sostanze tendono a rimanere “intrappolate” all’interno della sua struttura, anzichè legarsi ad essa.

Negli stessi anni, sono state studiate anche le proprietà di limitazione ottica del fullerene; ciò significa che questa sostanza è in grado di svolgere un’azione protettiva nei confronti degli effetti nocivi delle radiazioni luminose e potrebbe, quindi, essere utilizzata per costruire occhiali protettivi ad alta efficacia o per schermare sensori ottici. Recentemente sono stati costruiti dei promettenti prototipi di questo tipo.

Relativamente recente è l’uso del fullerene nella formula di alcuni oli lubrificanti per motori: le molecole di Fullerene C60, infatti, si comportano come micro-cuscinetti a sfera che, andando ad interporsi fra le superfici metalliche del motore, creano un strato di protezione anti-attrito, preservandolo da usura e corrosione.

Un altro importante utilizzo del fullerene potrebbe essere nella costruzione degli impianti fotovoltaici: grazie alle straordinarie proprietà atomiche, questa sostanza potrebbe essere utilizzata per costruire impianti di conversione della luce in energia elettrica ad alto rendimento.

Altra frontiera è, invece, la costruzione di nanotubi, ovvero di veri e propri tubi microscopici di carbonio altamente resistenti (più delle tradizionali fibre di carbonio) che potrebbero essere utilizzati tanto in chimica (come assorbitori di gas quali idrogeno e argon) che in elettronica ( come capacitori elettrochimici).

Il fullerene, dunque, pur essendo sconosciuto ai più, è  una sostanza dalle molteplici applicazioni, che stanno andando concretizzandosi sempre  più.

E’ quindi giusto dedicargli un po’ d’attenzione, in occasione del 25° anniversario dalla sua scoperta.

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