Fullereenit ovat eräänlainen hiilimolekyyli, joka ei ole grafiitti eikä timantti. Ne koostuvat pallomaisesta, ellipsoidi- tai lieriömäisestä järjestelystä, jossa on kymmeniä hiiliatomeja. Fullereenit nimettiin Richard Buckminster Fullerin mukaan, arkkitehti, joka tunnetaan geodeettisten kupolien suunnittelusta, jotka muistuttavat pallomaisia fullereenejä. Pallomainen fullereeni näyttää jalkapallolta, ja sitä kutsutaan usein ”buckyballiksi”, kun taas lieriömäiset fullereenit tunnetaan nimellä “buckytubes” tai “nanoputket”.
Fullereenit löydettiin odottamattomana yllätyksenä Rice -yliopiston laserspektroskopiakokeiden aikana syyskuussa 1985. Vuoden 1996 kemian Nobel -palkinto myönnettiin professoreille Robert F. Curl, Jr., Richard E.Smalley ja Sir Harold W.Kroto. . Fullereenimolekyylit koostuvat 60, 70 tai useammasta hiiliatomista, toisin kuin timantti ja grafiitti, tutummat hiilen muodot.
Fullereenejä esiintyy luonnossa vain pieninä määrinä, mutta on ehdotettu useita tekniikoita niiden tuottamiseksi suurempina määrinä. Nykyaikainen tekniikka käyttää bentseeniliekkiä fullereenien tuottamiseen. Muita tekniikoita ovat grafiittitankojen höyrystäminen ja katalyyttinen kemiallinen höyrysaostus etanolihöyrystä.
Hiilimolekyylien fullereeniperheellä on useita ainutlaatuisia ominaisuuksia. Fullereeni-nanoputken vetolujuus on noin 20 kertaa suurempi kuin lujien terässeosten ja tiheys puolet alumiinista. Hiilinanoputket osoittavat suprajohtavia ominaisuuksia, ja jopa 4 senttimetrin pituisia yksittäisiä nanoputkia on syntetisoitu. On olemassa joukko yrityksiä kehittämään nanoputkia kaupallisiin sovelluksiin, mukaan lukien tietokoneen muisti, elektroniset johdot ja materiaalitiede. Eräänä päivänä nanoputkia voitaisiin käyttää luomaan futuristisia tietokoneita, jotka eivät ole mahdollisia tavanomaisilla litografiatekniikoilla.
Nanoputket ovat olleet keskeinen painopiste nousevassa ”nanoteknologian” kentässä. Yhdistys on joskus harhaanjohtava; kun fyysikko Richard Feynman ehdotti alun perin rakennustyöjärjestelmiä, jotka kokoavat tuotteita molekyylitasolla (”molekyylinen nanoteknologia”), hän puhui pienistä, tuottavista konejärjestelmistä, ei eksoottisten nanomittakaavamateriaalien, kuten fullereenien, luomisesta makroasteikon kemiatekniikoilla . Pieni tehdas, joka on rakennettu kokonaan fullereeneista, voitaisiin luokitella molekyylinanoteknologiaksi, mutta yksinään fullereenit eivät. Tämä on kriittinen ero, jonka jotkut tiedemiehet, pääomasijoittajat ja teknologit usein jättävät huomiotta, kun he haluavat käyttää sanaa ”nanoteknologia” välineenä rahoituksen tai huomion saamiseksi.