Au cours d’une période fébrile de 10 jours en 1985, des scientifiques ont conçu une nouvelle molécule de symétrie parfaite et lui ont donné le nom de l’un des inventeurs et futuristes les plus célèbres du 20e siècle.
Mais les données radio et lumineuses de ce milieu interstellaire suggèrent qu’il y en avait bien d’autres. longues chaînes de carbone que ce qui aurait dû être possible compte tenu des conditions astrophysiques théories de synthèse moléculaire de l’époque. Les scientifiques ont commencé à se demander si les étoiles géantes rouges en refroidissement pompaient le milieu interstellaire rempli de ces six à huit chaînes de carbone.
Le moment eurêka pour Kroto a été une visite aux laboratoires des chimistes Robert Kurl et Richard Smalley de l’Université Rice. Smalley possédait un appareil spécial dans lequel un faisceau laser se vaporisait atomes à la surface d’un disque métallique, puis les a balayés dans un nuage d’hélium et un vide pour les refroidir, puis a analysé leur composition à l’aide d’un autre laser.
Kroto a commencé à se demander s’ils pouvaient simuler les coques extérieures de géantes rouges froides en remplaçant le disque métallique par un disque en graphite, une forme de carbone.
Au cours des 10 premiers jours de septembre, le trio, avec les étudiants diplômés Sean O’Brien et Jim Heath, a produit les chaînes de six à huit carbones qui soutiennent la théorie de la géante rouge.
Mais il y avait quelques intrus : d’étranges formes de carbone composées de 60 atomes de carbone, et une plus petite concentration d’un sous-produit encore plus gros composé de 70 atomes de carbone. Ces « invités non invités », comme les appelait Kroto, avaient en fait été découverts dans une expérience du laboratoire scientifique Exxon Corporate Research dans le New Jersey environ un an plus tôt, mais personne ne leur avait prêté beaucoup d’attention.
Après des jours de travail, le 9 septembre, l’équipe est parvenue à une conclusion sur sa structure. « Le C60 semblait vraiment peu réactif, un comportement difficile à concilier avec une feuille de graphène hexagonale plate – la première pensée la plus évidente », a déclaré Kroto.
En théorie, une feuille plate de graphène aurait eu des tonnes de liaisons pendantes qui la rendraient plus réactive.
Pendant plusieurs jours, les scientifiques ont travaillé avec cure-dents et bonbons, découpes en papier d’hexagones et de pentagoneset d’autres solutions de modélisation « low-tech » pour tenter de comprendre la structure de cette molécule de 60 carbones.
Kroto repensait à l’Expo de 1967 à Montréal, où le futuriste et inventeur du XXe siècle Buckminster Fuller présentait un dôme géodésique, une structure sphérique avec un réseau de triangles à sa surface, qu’il avait fait breveté dans les années 1950. Smalley est allé à son bureau pour prendre un livre détaillant le travail de Fuller, et ils ont compris la structure proposée.
Le composé résultant, qu’ils ont appelé fullerène Buckminster, était une molécule d’une incroyable symétrie. L’article décrivant leur nouvelle molécule a été publié le 14 novembre 1985 dans la revue Natureet ils furent bientôt surnommés buckyballs.
Au cours des années suivantes, l’équipe a déduit les propriétés de la classe des molécules fermées, appelées fullerènes. Et en 1990, les scientifiques avaient compris qu’en plaçant un arc électrique entre deux bâtons de carbone, ils pouvaient produire des tas de buckyballs.
Kroto, Smalley et Curl ont remporté le Prix Nobel de chimie 1996 pour leur découverte et caractérisation des buckyballs.
Les fullerènes en tant que classe se sont révélés utiles, et les parents chimiques des buckyballs, appelés nanotubes, sont extrêmement résistants et ont une conductivité thermique et électrique élevée. Ces nanotubes sont devenus cruciaux dans microscopes à force atomique, batteries, revêtements et biocapteurs. Mais bien que les scientifiques aient proposé d’utiliser les buckyballs dans tout, du informatique quantique à livraison de médicamentsils n’ont pas encore trouvé leur place dans les applications grand public.
