Fullerēns ir oglekļa alotropiskais veids, kuru molekulas var būt sakārtotas dobas sfēras, caurulītes vai elipses veidā. Tās ir noslēgtas trīsdimensionālas noteikta skaita oglekļa atomu veidotas struktūras - jauna oglekļa forma līdztekus grafītam un dimantam.
Vispazīstamākais un visplašāk pielietotais fullerēns ir C60 (skat. 1. attēlu), tā izkārtojums atgādina futbola bumbu, kas veidota no 20 sešstūriem un 12 piecstūriem, kuru virsotnēs atrodas C atoms.
C60 diametrs ir 7,10 Å. Līdzīgas struktūras var veidot ne tikai C, bet arī B un TiO2. Tos atklāja 1985. gadā Saseksas universitātes un Raisas universitātes zinātnieki Roberts Kērls, Harolds Kroto un Ričards Smallijs, pētot C klāsterus, secināja, ka oglekļa atomi pārsvarā veido molekulas ar noteiktu atomu skaitu C60, C70. C70 fulerēnam ir regbija bumbas forma. Bez C60 un C70 fullerēniem ir pazīstami arī C76, C84, C240, C540, C960, kā arī oglekļa nanocaurulītes. Citu fullerēnu struktūras veidojas C60 struktūrai pievienojoties papildus sešstūriem, piemēram, C70 struktūra veidojas pievienojoties pieciem sešstūriem, kuri veido „jostu” apkārt C60 molekulas ekvatoram. (skat. 2. attēlu). Piecstūru skaits vienmēr paliek nemainīgs.
Fullerēni labprāt šķīst organiskajos šķīdinātājos, piemēram, benzolā, kur C pats nešķīst. Benzols pēc fullerēna C60 izšķīdināšanas iekrāsojas sarkans – tā ir fulerēnu pierādīšanas reakcija. Mainoties atomu skaitam fullerēna struktūrā, mainās arī šķīduma krāsa. Tā var būt rozā, brūna, dzeltena etc. Palielinoties fullerēna izmēriem, tā šķīdība samazinās, piemēram, istabas temperatūrā C60 šķīdība toluolā ir 2,8 mg/ml.
Cietā stāvoklī fullerēnu molekulas kristalizējas, piemēram, C60 kristalizējas veidojot skaldnē centrētas kubiskas struktūras. Fullerēnu kristālu formas tiek sauktas par fullerītiem. Kristālu augšana notiek CS2 vai toluola šķīdinātājā, veicot vakuuma sublimāciju.…
