En 1985, au cours d´une expérience visant à simuler en laboratoire le comportement d'une étoile géante rouge riche en carbone, Richard Smalley, Robert Curl de la Rice University de Houston et Harry Kroto, astrophysicien de l'université du Sussex observent l'apparition de molécules stables contenant de grands nombres d'atomes de carbone. Une forme avec 60 atomes de carbone semble particulièrement stable.
Jusque là, les seules formes stables dans lesquelles on trouvait du carbone pur étaient le graphite (cristallisation du carbone en couches planes) et le diamant de structure cristalline plus complexe et plus compacte, ce qui fait sa solidité.
Ces molécules étaient obtenues en vaporisant à l'aide d'un laser du graphite dans un environnement neutre (de l'hélium). voir le dispositif.
Déjà des scientifiques avaient fait cette observation mais contrairement à l'équipe de Smalley qui pressentait une découverte majeure, personne n'avait poussé plus loin les recherches.
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Cependant, à ce stade de leurs recherches, ils ne connaissaient rien de plus que l'existence de ces molécules; leur seul résultat expérimental était la courbe de droite donnant le pourcentage de molécules dans le milieu final en fonction du nombre d'atomes de carbone: |
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Il fallait en particulier trouver la géométrie de la molécule. En suivant les règles de la chimie, un modèle était possible : celui d´une molécule en forme de ballon de football. Cette configuration de la molécule prit le nom de Buckminsterfullerène en l'honneur de Buckminster Fuller, architecte célèbre qui a inventé le dôme géodésique.
Il était impossible de confirmer par l'expérience la géométrie de la molécule beaucoup trop instable : la géométrie prévue lui conférait beaucoup de symétrie et elle tournait par conséquent très vite sur elle-même, empêchant son observation.
En 1991, Joel Hawkins de l'université de Berkeley réussit à créer un dérivé du C60 qui le cristallisait et permettait donc de l'observer au microscope.
C'est ainsi qu'on eut la confirmation de la géométrie des fullerènes.
