순수 탄소 - 퓔러렌

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탄소 동소체로서 탄소60개가 5각형을 이루고 이것이 기하입방체인 축구공 모양으로 되어 있음.
1980년대에 미국의 컬(R. Curl)과 스몰리(R. Smally), 영국의 크로터(H. Kroto) 등의 화학자가 헬륨 기체 통에서 흑연을 고온으로 가열하여 탄소 동소체 C60 을 얻음 (1996년 노벨상 수상)
1990년에 Kratschmer 와 Fostiropoulos 가 최초로 그램단위의 퓔러렌 합성

상온에서 노란색 분말가루. 일반 탄소와는 전혀 다른 몇 특성이 있음.
결정은 큐브형태, 무르고, 전기 절연체임(갭은 약 2.3eV). 온도 260K 이상에서 결정내의
퓔러렌 분자들은 제자리 스핀 운동을 하기 때문에 구체처럼 보인다. 이 이하의 온도에서는
각 분자들은 일정 방향을 바라보면서 정지하려고 하고, 90K에서 완전 정지한다.

화학적으로는 강한 음이온체, 따라서 알칼리 금속과 화합물을 이루기 쉽다. 톨루엔과 같은
유기용매에 잘 녹는데 이 때 핑크빛을 띤다. 레이저와 같은 강한 자외선을 주사하면 "버켓볼"
퓔러렌 원자들은 중합반응을 보이고 각 구체들이 붙는다. 이 상태에서는 톨루엔에 녹지 않으며
이 특징으로 인해 퓔러렌은 감광성을 가진다.

알칼리 3가 화합물의 퓔러렌은 초전도성을 지니는데, 칼륨-퓔러렌 혹은 루비듐-퓔러렌은
19K에서 40K에서 초전도성을 띠는 높은 초전도체이다. 이 상태는 초미립자 상태의 결정을
이루는데 입자의 크기는 약 20옹스트롬.

아직은 워낙 비싸고 품질이 들쑥날쑥이라 써먹기는 뭣하지만 초전도성 및 강 음이온성에
덧붙여 분자 구조가 동글동글해서 그런지 매우 낮은 마찰계수를 가지고 있다. 이것으로
이온엔진을 만드려는 시도는 좌절되었으나 기타 여러 방면에 써먹을 날이 올 것으로 기대된다.

축구공 홧팅!