Fullerene

Fullerene sind hochsymmetrische kugelförmige Moleküle aus Kohlenstoffatomen, in denen der Kohlenstoff ausschließlich in Fünf- und Sechsringen angeordnet ist. Das bekannteste und gleichzeitig stabilste unter ihnen ist das Buckminster-Fulleren C60 mit einer Ikosaeder-Struktur, die lange Zeit als Vorbild für Fußbälle diente. Weit verbreitet sind auch die höheren Homologen C70, C76, C80, C82, C84, C86, C90 und C94. Ihr Durchmesser liegt im Bereich von etwas mehr als 1 nm.

Die Herstellung der Fullerene erfolgt durch Verdampfung von Graphit im Lichtbogen, mittels Widerstandsheizung oder durch Lasereinsatz unter Schutzgasatmosphäre. Vom gleichzeitig entstehenden amorphen Ruß lassen sich die Fullerene am besten mittels aromatischer Lösungsmittel wie Benzol oder Toluol abtrennen, in denen sie gut löslich sind und eine charakteristische tiefviolette Färbung ergeben. Eine Auftrennung in die verschiedenen Fullerene erfolgt dann mittels Chromatographie.

Auch wenn die Fullerene bereits 1985 von Kroto und Smalley entdeckt worden sind und seitdem zahlreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf diesem Gebiet durchgeführt worden sind, gibt es bis heute nur wenige kommerzielle Anwendungen. Intensiv untersucht wurde die Möglichkeit, in den käfigartigen, hohlen Fullerenen andere Gase zu speichern, insbesondere auch Wasserstoff, um damit einen sicheren Wasserstoffspeicher zu begründen. Wegen der damit verbundenen hohen Kosten und der begrenzten Speicherkapazität konnte diese Verwendung jedoch nie realisiert werden. Untersucht wird derzeit intensiv ein Einsatz in der Krebstherapie sowie ihre Verwendung als Schmiermittel oder als Katalysator.