FULLERÈNES ET NANOTUBES

Mis en évidence en 1985 et abondamment décrits par Richard Smalley (1943-2005), Robert Curl (1933-2022) et Harold Kroto (1939-2016) – qui seront récompensés pour cette découverte par le prix Nobel de chimie en 1996 –, les fullerènes représentent une nouvelle famille de molécules constituées par des atomes de carbone. C'est la troisième forme du carbone, après le graphite et le diamant. La structure de ces composés, en forme de ballon de football – d'où leur autre nom de footballène – leur permet de posséder de nombreuses propriétés physiques et chimiques intéressantes, notamment en tant que transporteurs de diverses molécules piégées dans leur cage. Dopés avec des ions métalliques, les fullerènes se révèlent être d'excellents conducteurs à basse température. Leur synthèse est essentiellement fondée sur la sublimation (passage de l'état solide à l'état gazeux) de carbone pur provoquée par la chaleur d'un arc électrique, d'un faisceau laser ou du soleil (four solaire). Ainsi s’est ouvert un nouveau chapitre de la chimie du carbone.

Depuis la découverte de la molécule C₆₀ (comportant 60 atomes de carbone) en 1985, l'élément le plus populaire de cette famille, d'autres ont été identifiées et synthétisées comme les C₇₀, C₇₆, C₇₈, C₈₂,C₈₄, C₉₀… L'étude de ces composés a permis au physicien japonais Sumio Iijima, en 1991, de mettre en évidence les nanotubes, molécules de carbone à structure cylindrique (de dimension nanométrique en diamètre et micrométrique en longueur) qui présentent, entre autres, une remarquable résistance mécanique.

— Arnaud HAUDRECHY