FULLERÈNES
Les promesses de la chimie des fullerènes
Si les propriétés physiques ont polarisé l'intérêt des chercheurs pendant les années 1990-1994, la chimie des fullerènes a ensuite pris le devant de la scène. Partant de C60, molécule électronégative qui peut être facilement réduite mais difficilement oxydée, il est en effet possible de concevoir et de réaliser une infinité de molécules dérivées, elles-mêmes à l'origine d'une infinité de nouveaux matériaux. L'ouverture de liaisons carbone-carbone permet de greffer sur la surface du fullerène un ou plusieurs atomes, molécules ou macromolécules, en vue de modifier les propriétés des fullerènes et éventuellement de leur donner une fonction bien précise (optique, magnétique...). Par exemple, en greffant certaines fonctions qui rendent le dérivé soluble dans certains gels ou dans certains polymères optiquement neutres, on donne au système obtenu la propriété de limiteur optique (filtre qui absorbe l'énergie lumineuse au-delà d'une certaine intensité). Avec une autre finalité, le greffage de longues chaînes polymériques sur des C60 et l'interconnexion de ceux-ci permettraient de réaliser des matériaux plastiques de grande résistance, les C60 agissant comme de véritables points d'ancrage très robustes.
Sans doute l'aspect le plus spectaculaire des fullerènes, mais aussi le plus difficile à étudier, est-il leur aptitude à piéger dans leur structure cage un ou plusieurs atomes. Il est possible, par exemple, d'inclure un ion lanthane (La) dans une molécule C82 (on parle alors de molécule endohédrique). L'élément ou les éléments inclus dans les fullerènes sont alors définitivement emprisonnés, et isolés du monde extérieur. Les applications potentielles sont nombreuses. On pourrait par exemple transporter un élément radioactif ou magnétique dans le corps humain jusqu'aux cellules cancéreuses pour les détruire. Piégé dans la molécule de fullerène, cet élément ne peut se lier chimiquement avec le milieu traversé. Malheureusement les quantités de telles molécules produites sont trop faibles pour rendre viable un tel projet.
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Écrit par
- Patrick BERNIER : ancien directeur de recherche au CNRS, Groupe de dynamique des phases condensées, université de Montpellier-II
Classification
Médias
Graphène : vue d'artiste
J. Meyer/ University of Manchester
Le pavillon des États-Unis
Keystone/ Hulton Archive/ Getty Images
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D.R.
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