Fulerenele sunt o formă de moleculă de carbon care nu este nici grafit, nici diamant. Ele constau dintr-un aranjament sferic, elipsoid sau cilindric de zeci de atomi de carbon. Fulerenele au fost numite după Richard Buckminster Fuller, un arhitect cunoscut pentru proiectarea domurilor geodezice care seamănă cu fulerenele sferice ca aspect. O fulerenă sferică arată ca o minge de fotbal și este adesea numită „buckyballs”, în timp ce fulerenele cilindrice sunt cunoscute ca „buckytubes” sau „nanotuburi”.
Fulerenele au fost descoperite ca o surpriză neașteptată în timpul experimentelor de spectroscopie cu laser de la Universitatea Rice în septembrie 1985. Premiul Nobel pentru Chimie din 1996 a fost acordat profesorilor Robert F. Curl, Jr., Richard E. Smalley și Sir Harold W. Kroto pentru descoperirea lor. . Moleculele fullerene constau din 60, 70 sau mai mulți atomi de carbon, spre deosebire de diamant și grafit, formele mai cunoscute de carbon.
Fulerenele apar numai în cantități mici în mod natural, dar au fost sugerate mai multe tehnici pentru producerea lor în volume mai mari. Tehnica modernă folosește o flacără de benzen pentru a produce fulerene. Alte tehnici includ vaporizarea tijelor de grafit și depunerea de vapori chimici catalitici din vaporii de etanol.
Familia fullerene de molecule de carbon posedă o serie de proprietăți unice. Un nanotub de fullerenă are o rezistență la tracțiune de aproximativ 20 de ori mai mare decât cea a aliajelor de oțel de înaltă rezistență și o densitate jumătate față de cea a aluminiului. Nanotuburile de carbon demonstrează proprietăți supraconductoare și au fost sintetizate nanotuburi unice de până la 4 centimetri lungime. Există o serie de companii care dezvoltă nanotuburi pentru aplicații comerciale, inclusiv memoria computerului, firele electronice și știința materialelor. Într-o zi, nanotuburile ar putea fi folosite pentru a crea computere futuriste care nu sunt posibile cu tehnici litografice convenționale.
Nanotuburile au fost un punct central în zgomotul din jurul domeniului emergent al „nanotehnologiei”. Asocierea este uneori înșelătoare; când fizicianul Richard Feynman a propus inițial să construiască sisteme de producție care asamblează produse la nivel molecular („nanotehnologie moleculară”), el vorbea despre sisteme de mașini minuscule, productive, nu despre crearea de materiale exotice la scară nanometrică, cum ar fi fulerenele, folosind tehnici chimice la scară macro. . O fabrică mică construită în întregime din fulereni s-ar califica drept nanotehnologie moleculară, dar fulerenele în sine nu o fac. Aceasta este o distincție critică adesea trecută cu vederea de unii academicieni, capitaliști de risc și tehnologi care sunt pasionați de a folosi cuvântul „nanotehnologie” ca instrument pentru a atrage finanțare sau atenție.