Cosa sono i fullereni e perché questo materiale costa fino a 150 milioni di euro al grammo? Nel 2015 un campione di Endofullereni è stato venduto per 150 milioni al grammo. Perché sono cosi costosi? e a cosa servono?
Nel 2015 è stata effettuata una vendita alquanto particolare: la startup “Designer Carbon Materials” affiliata all’Università di Oxford ha venduto 220 microgrammi (meno della metà del peso di un capello umano) di uno speciale tipo di fullereni – cioè una nanostruttura molecolare composta unicamente da atomi di carbonio dalla forma simile a una sfera cava – per circa 33.000 €, segnando un record di ben 150 milioni di € al grammo.
Cosa sono e a cosa servono i fullereni
I fullereni sono una delle forme allotrope in cui può presentarsi il carbonio, come lo sono anche i diamanti, la grafite e il grafene. Scoperti negli anni ’80 dai chimici Harold Kroto, Robert Curl e Richard Smalley, i fullereni hanno una struttura molto particolare: una sfera cava composta da atomi di carbonio disposti in esagoni e pentagoni, simile a un pallone da calcio, dove ogni 5 esagoni è presente un pentagono per permetterne la chiusura della sfera. Questa configurazione conferisce loro proprietà uniche, come la capacità di resistere a forti pressioni e di intrappolare altre molecole all’interno della loro “gabbia”.
Anche se la notizia risale al 2015, negli ultimi tempi si è tornati a parlare dei fullereni, soprattutto dei cosiddetti endofullereni, in cui una molecola o un atomo è intrappolato all’interno della struttura sferica di carbonio. Nello specifico della vendita, stiamo parlando di endofullereni a base di azoto, ovvero dove una molecola di azoto viene incapsulata all’interno della gabbia di atomi di carbonio. Questa caratteristica offre proprietà uniche e li rende molto interessanti per applicazioni avanzate, come la tecnologia quantistica, i sensori e orologi atomici.
Perché i fullereni costano così tanto
Il prezzo astronomico di 150 milioni di € al grammo per gli endofullereni a base azoto deriva dalla combinazione di diversi fattori. A partire dalla sintesi che richiede complesse reazioni chimiche a elevata temperatura, al processo di purificazione dei endofullereni, alla bassa efficienza della sintesi stessa fino ad arrivare al tempo investito nella ricerca e sviluppo per ottenerli.
Nonostante il loro costo esorbitante, gli endofullereni (ma in generale i fullereni) hanno applicazioni estremamente interessanti. In campo medico, possono essere utilizzati per il trasporto mirato di farmaci all’interno del corpo, sfruttando la loro capacità di incapsulare molecole e rilasciarle solo in un determinato ambiente.
Nell’elettronica, si stanno studiando per creare componenti per quantum computer perché capaci di mantenere le loro proprietà anche in presenza di elevati campi magnetici. In campo energetico, potrebbero essere utilizzati per migliorare l’efficienza dei pannelli solari e delle batterie di nuova generazione.
Ma l’applicazione più interessante è nella fabbricazione di orologi atomici: grazie allo sviluppo di questi nuovi materiali, gli orologi atomici potrebbero essere miniaturizzati e integrati nei dispositivi GPS (come ad esempio negli smartphone), migliorandone la precisione.
Bibliografia: Scoperta e struttura dei fullereni – Applicazioni e proprietà degli endofullereni – Notizie della vendita nel 2015
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