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Nei cristalli molecolari di fullerite nei quali, al posto di ogni atomo, c'è un'intera molecola di C60, queste molecole sono abbastanza lontane e debolmente interagenti fra loro, proprio come i piani nei cristalli di grafite, da lasciare degli interstizi dov’è possibile introdurre atomi di altro tipo.
Se si formano molecole di A3C60 (dove A è un metallo alcalino, K, Rb, Cs, Na) e se raffreddate tra i 13°K ed i 40°K (dipende dal composto) la resistenza elettrica diminuisce bruscamente, segno che ci troviamo di fronte ad un superconduttore.
Questi cristalli così ottenuti, sono superconduttori a una temperatura molto maggiore degli analoghi intercalati di grafite: fra 30 e 40°K (fra –230° e –240° C), meno dei superconduttori ad alta temperatura, ma molto più della grafite intercalata (che diventa superconduttrice a meno di un grado kelvin) e anche del miglior superconduttore tradizionale. (23°K).
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La cosa più interessante è che se si fanno entrare cationi alcalini di diametro maggiore nella struttura fcc del fullerene, conseguentemente si fa aumentare il parametro della lattice ( che risulta essere inversamente proporzionale al fattore d’impacchettamento), aumenta anche la temperatura critica, Tc, a cui avviene la trasformazione in superconduttore. Ciò è dovuto all’aumento della densità dei livelli di fermi all’aumento della costante del lattice
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Grafico della temperatura di passaggio a
superconduttore T
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La correlazione tra Tc è la costante del lattice a0 fa pensare che si possano ottenere materiali a più alta Tc immettendo nella struttura cristallina cationi sempre più grossi. Ci sono due potenziali problemi nell’applicare questa strategia.
1) Se lo ione di C60 si sposta, il flusso di elettroni si interrompe
2) Se il catione diviene troppo largo per entrare negli interstizio ottaedrici e tetraedrici della cella fcc allora struttura si riorganizza, ciò porta alla perdita della superconduttività.
Medicina nucleare: Il fullerene può essere usato per immagini mediche e per la cura del cancro. Gli anticorpi, legati alla buckyball, possono trasportare gli atomi radioattivi fino alle cellule tumorali da trattare. Per le immagini mediche, al paziente verrà immessa una dosa minore di traccianti radioattivi, in quanto, se contenuti all’interno della gabbia di fullerene, si previene che possano interagire con il corpo, in particolare con il sistema immunitario.
tungsten
disulfide fullerene-like
Frictional
and atomic-scale study of C
thin films
Inserendo 3 atomi di metallo nella struttura del fullerene, questo assume proprietà che vanno da quelle magnetiche a quelle di semiconduttore. Si possono inserire metalli con proprietà ottiche come la fluorescenza e si può usare per amplificare le applicazioni delle fibre ottiche. Inserendo atomi radioattivi si può usare la molecola come tracciante in applicazioni mediche, in quanto la gabbia di carbonio protegge il centro radioattivo.
(°K) vs. costante del
lattice a0 (angstroms) per varie composizioni del A
C
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