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3Diese Apparatur dient der kostengünstigen Herstellung von Fulleren C60, einem fußballförmigen Molekül aus 60 Kohlenstoffatomen.

Im Inneren der Glasglocke verdampfen Graphitstäbe in einer Heliumatmosphäre zu heißem Kohlenstoffdampf,der anschließend durch das Edelgas Helium gekühlt wird.Der Dampf kondensiert dabei zu kleinsten Staubteilchen, die sich als Ruß an den Wänden der Apparatur absetzen.Der Ruß enthält neben anderen Fullerenen bis zu 15 % C60-Moleküle, die leicht zu isolieren sind.

In Fulleren-Molekülen sind Kohlenstoffatome in Fünf- und Sechsecken angeordnet und bilden zusammen eine Kugel. Dieser Aufbau gibt Fullerenen besondere Eigenschaften.Bisher waren nur zwei Kohlenstoffanordnungen bekannt:Kohlenstoffatome, die sich wie im Graphit als Schichtgitter oder wie im Diamant als Raumgitter aneinanderlagern.

ElementARchitekten

Fulleren-Generator

Biosphère in Montreal: Nach der Kuppelgeometrie des Amerikaners Richard Buckminster Fuller werden die neuen Kohlenstoff-Moleküle Fullerene genannt.

Mehr Informationen: www.deutsches-museum-bonn.de

Fostiropoulos12

ElementARchitekten

Forschungsanstoß

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Die Entdeckung des Buckminster-Fullerens C60und seiner Herstellungsmethode ist ein Nebenproduktder astrophysikalischen Grundlagenforschung.Beim Versuch, Sternenstaub im Labor zu reproduzieren,entstanden zur Überraschung der Wissenschaftler Fullerene.

Der Physiker Wolfgang Krätschmer und sein amerikanischer Kollege Donald Huffman stoßen 1983 im Labor auf Fullerene, ohne sie jedoch genauer identifizieren zu können.Ein amerikanisch-englisches Forscherteam weist 1985 mit dem Massenspektrometer das neue Molekül nach und nennt es Fulleren nach dem Architekten Richard Buckminster Fuller.Sie leiten die Struktur ab, können es aber zunächst nicht isolieren.

1990 finden Krätschmer, sein Doktorand Konstantinos Fostiropoulos und die amerikanische Arbeitsgruppe Huffmans zusammen eine Methode, das neue Molekül herzustellen und zu isolieren.

Krätschmer erhält 1993 den Leibniz-Förderpreis, dotiert mit 3 Millionen DM, den die Deutsche Forschungsgemeinschaft vergibt.Das Preisgeld darf nur für Forschungszwecke ausgegeben werden.

Die Methode zur »Massenproduktion« des Buckminster-Fullerensgelingt am Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg.Das 1958 gegründete Institut befasst sich mit Grundlagenforschungin der Kern- und Elementarteilchenphysik sowie der Kosmophysik.

Eine weltweit reges Forscherinteresse löst die Nachricht aus,dass sich Fullerene ohne größeren Aufwand herstellen lassen.Kristallines Buckminster-Fulleren kann sich wie ein Supraleiter verhalten oder Informationen übertragen.Bei organischen Photozellen, die dünner als 100 nm sein können, ist das Buckminster-Fulleren ein wichtiger Baustein.Die Forschung in verschiedensten anderen Verwendungsbereichen ist noch lange nicht abgeschlossen.

Entdeckung im Staub

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This evaporation equipment makes it possible to produce the fullerene C60, a football-shaped molecule consisting of 60 carbon atoms. In lower abundance, may other fullerens are formed as well.Inside the bell jar, graphite rods are vapor-ized in an inert helium atmosphere to form hot carbon vapour. This condenses on the walls of the apparatus in the form of tiny particles of soot. The soot contains a high proportion of C60 and other fullerenes which are easy to isolate.The carbon atoms in fullerenes are arranged in an unusual way. They form a near-spherical shape made up of pentagons and hexagons. Only two forms of carbon were known so far: graphite, in which the atoms are arranged in planes; and diamond, in which they are in a three-dimensional crystal lattice.

The discovery of Buckminster-Fullerene and methods of producing it were by-products of basic research in atsrophysics. Scientists attempting to reproduce interstel-lar matter in the laboratory were surprised to find these new molecules. In 1982 the physicist Wolfgang Krätschmer and his American colleague Donald Huffman stumbled on fullerenes in the laboratory – but without identifying them as such.In 1985 an Anglo-American team of re-searchers demonstrated the existence of C60 by means of the mass spectrometer. Having derived the structure, they named the molecule after Buckminster Fuller’s geodesic domes, but were at first unable to isolate it.In 1990 Krätschmer and his postgradu-ate student Konstantinos Fostiropoulos, together with Huffman’s group, found a method of producing and isolating the new molecule.

Krätschmer received the 1993 Leibniz prize, which is awarded by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), the central public founding organization for public research. This prize is worth 1,55 million Euro, with the condition that the money be spent on further research.The method of »mass production« of Buck-minster-Fullerene was first successful in the Max Planck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg. This institute, founded in 1958, is con-cerned with pure research in nuclear and particle physics and also cosmo-physics.The news that fullerenes were easy to pro-duce triggered an avalanche of research. Significant economic benefits are expected. Crystalline Buckminster-Fullerene can behave as a superconductor, or can trans-mit information. Medical researchers also have high hopes of the beneficial effects of Buckminster-Fullerens.

Elementary architecture

Fullerene generator Dust holds hidden depths Avalanche of research

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Biosphère in Montreal. The new carbon molecules are named af-ter the geodesic domes designed by the American architect and engineer Richard Buckminster Fuller.

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