Les fullérènes sont des molécules de carbone pur ,en forme de cage, découvertes en 1996. La famille des fullérènes représente la troisième forme allotropique du carbone après le graphite et le diamant.
Les molécules de fullérène
Production des fullérènes
Propriétés chimiques des fullérènes
Utilisations des fullérènes
Toxicité des fullérènes
Les molécules de fullérène
- Premier fullérène découvert: «buckyball»:
Cette molécule forme une cage quasi sphérique de 60 atomes de carbone.
Les 90 arêtes représentent les liaisons entre atomes de carbone: 30 doubles, 60 simples. - La molécule de fullérène est comparée à un ballon de football
Sa taille est inférieure au nanomètre. - La famille des fullérènes représente la troisième forme allotropique du carbone après le graphite et le diamant.
- D’autres fullérènes qui comportent plus ou moins d’atomes de carbone ont été découverts par la suite.
Production des fullérènes
La production de fullérènes a débuté en 1990.
Les fullérènes sont produits
- Naturellement en petites quantités dans les feux.
- Artificiellementpar l’homme:
- Dans les suies de vaporisation du graphite par rayonnement laser
- Dans les émissions des moteurs diesel.
Propriétés chimiques des fullérènes
Les propriétés chimiques des fullérènes sont difficiles à caractériser:
En effet grande capacité du C60 à piéger ses solvants d’extraction, des hydrocarbures, des gaz: oxygène de l’air.
- Les fullérènes sont des molécules très solides.
- Le C60 est un bon accepteur d’électrons, les réactions d’oxydoréduction sont nombreuses.
- Les fullérènes peuvent présenter à leur surface différents groupements ou espèces chimiques qui modifient leur caractéristiques physicochimiques.
- Ces structures peuvent également renfermer, comme dans une cage, d’autres espèces chimiques, tels que des alcalins: Na, K, .
- En remplaçant un carbone de la structure par un atome d’azote, on obtient des nanoanions.
- Les fullérènes peuvent jouer un rôle de catalyseur.
- Dans l’eau le C60 forme des agrégats d’au moins 13 molécules, dénommés nano-C60 ou n-C60:
Les propriétés de ces agrégats peuvent différer du matériau d’origine:
Cela pourrait avoir des conséquences inattendues dans l’environnement.
Utilisations des fullérènes
Nombreuses applications pour l’utilisation des fullérènes
- Domaine pharmaceutique.
- Microélectronique.
- Biologie.
Les fullérènes peuvent être incorporés dans des polymères.
Les fullérènes sont supra-conducteurs: c’est à dire qu’ils ont des propriétés électriques particulières.
Toxicité des fullérènes
Aucune donnée n’existe concernant la toxicité des fullérènes sur l’homme
Le fullérène C60 est très insuffisamment étudié sur le plan toxicologique
Quelques éléments de la littérature
- La distribution dans l’organisme a été étudiée chez la souris:
Le fullérène est réparti dans tout l’organisme:
Foie, rate, poumons, muscles, système réticulo-endothélial. - Le fullérène n’est pas cytotoxique sur plusieurs types de cellules animales ou humaines:
Des résultats inverses ont été trouvés… - Une seule étude de mutagénicité :
C60 est mutagène sur salmonella uniquement en cas de photoirradiation:
Cette étude n’a pas été réalisée selon les standards actuels. - Une seule étude de tératogénicité montre des malformations induites par C60:
Les résultats ne peuvent pas être retenus, la méthode utilisée n’est pas normalisée…
Les informations figurant dans cet article sont extraites du livre:
«Les nanoparticules: un enjeu majeur pour la santé au travail?»
Sous la direction de Benoît Hervé-Bazin
INRS, édition EDP sciences, 2007.
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