FULLERÈNES

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Graphène : vue d'artiste

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Crédits : J. Meyer/ University of Manchester

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Le pavillon des États-Unis

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Crédits : Hulton Getty

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Four solaire d'Odeillo

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Crédits : D.R.

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Les fullerènes représentent une nouvelle famille de molécules constituées par un assemblage d'atomes de carbone. Le premier fullerène, comportant 60 atomes de carbone (C60), a été mis en évidence en 1985 par Harold Kroto, Robert Curl et Richard Smalley, qui, pour cette découverte, ont reçu le prix Nobel de chimie en 1996. Ainsi s'est ouvert un nouveau champ de recherche, un nouveau chapitre de la chimie du carbone.

La molécule C60 pourrait bien être l'unité de base de la chimie de demain comme l'a été, à la fin du xixe siècle, la molécule de benzène (C6H6), aujourd'hui à l'origine d'une grande partie des matériaux de notre société moderne. Les dimensions nanométriques des fullerènes les prédisposent à devenir aussi les composants électroniques des nanotechnologies du xxie siècle.

De nouvelles formes de carbone

Jusqu'en 1985, on ne connaissait que des formes non moléculaires du carbone pur : celles du graphite et du diamant. Le graphite est constitué d'un nombre indéterminé d'atomes de carbone assemblés suivant des plans (les graphènes) tous parallèles. Dans un fullerène (comportant un nombre déterminé d'atomes de carbone), les carbones, qui sont tous reliés à trois carbones voisins (comme dans le graphite), forment non plus des surfaces planes, mais une cage fermée. Le premier fullerène observé, la molécule C60, a une forme sphérique, sa structure ressemblant à celle d'un ballon de football comportant vingt hexagones et douze pentagones (il a d'ailleurs aussi été appelé footballène). La molécule C60 présente donc 32 facettes, 60 sommets et 90 arêtes d'une longueur de 0,14 nm (longueur de la liaison carbone-carbone), formant ainsi une sphère d'un diamètre de 0,7 nm. Tous les sommets sont communs à deux hexagones et à un pentagone et donc équivalents. Cette situation donne a [...]

Graphène : vue d'artiste

Graphène : vue d'artiste

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Le graphène apparaît comme un feuillet d'atomes de carbone dont la cohésion serait assurée par l'ondulation de sa surface. Lorsque des molécules organiques se fixent à ce réseau hexagonal, celui-ci s'en trouve dopé, ce qui modifie ses propriétés et ouvre la voie à de nombreuses... 

Crédits : J. Meyer/ University of Manchester

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Écrit par :

  • : ancien directeur de recherche au C.N.R.S., Groupe de dynamique des phases condensées, université de Montpellier-II

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FULLERÈNES ET NANOTUBES

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CURL ROBERT F. Jr. (1933- )

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  • Georges BRAM
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Physico-chimiste américain né à Alice, au Texas. Robert F. Curl fait ses études à Berkeley (Californie), où il obtient, en 1957, un doctorat en chimie. Curl travaille depuis 1958 à l'université Rice, à Houston (Texas) où il a été nommé professeur en 1967. C'est grâce à la collaboration étroite entre Robert F. Curl, Harold W. Kroto et Richard E. Smalley que les fullerènes ont été découverts. À l'or […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/robert-f-curl/#i_20372

KROTO HAROLD WALTER (1939-2016)

  • Écrit par 
  • Georges BRAM
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Physicochimiste britannique né le 7 octobre 1939 à Wisbech (Cambridgeshire, Royaume-Uni) et mort le 30 avril 2016 à Lewes (Sussex, Royaume-Uni). Harold W. Kroto obtient en 1967 un doctorat à l'université de Sheffield. Il commence à enseigner en 1967 à l'université du Sussex à Brighton, où il a été nommé professeur en 1985. Il est professeur de la Royal Society de 1991 à 2001. C'est grâce à la col […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/harold-walter-kroto/#i_20372

SMALLEY RICHARD (1943-2005)

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  • Georges BRAM
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Physico-chimiste américain né le 6 juin 1943 à Akron, Ohio (États-Unis). Richard Errett Smalley obtient en 1963 un doctorat à l'université de Princeton (New Jersey). Il est nommé professeur de chimie à l'université Rice à Houston (Texas) en 1971, puis professeur de physique dans la même université en 1990. C'est grâce à la collaboration étroite de Robert F. Curl, Harold W. Kroto et Richard E. Sma […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/richard-smalley/#i_20372

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Pour citer l’article

Patrick BERNIER, « FULLERÈNES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 18 juin 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/fullerenes/