Fullerène

Définition

Le fullerène est une forme de carbone ayant une grosse molécule sphéroïdale constituée d'une cage creuse d'atomes. Les fullerènes représentent un type d'allotrope de carbone. La forme la plus courante est une molécule C60 contenant une sphère moléculaire creuse qui se caractérise par sa structure hautement conjuguée constituée de 30 doubles liaisons carbonées.

Molécule de fullerène :

La structure en sphère du fullerène ressemble à un ballon de football, comme un icosaèdre tronqué.

Explications

Les fullerènes ont été découverts en 1985 par des chercheurs de l'Université Rice à Houston, Texas (États-Unis), Le premier composé découvert est appelé le fullerène de Buckminster. Les fullerènes sont devenus connus sous le nom de Buckminster Fullerenes, et ont reçu leur nom en raison de leur ressemblance structurelle avec une sphère géodésique, plus précisément la biosphère de Montréal, conçue par l'architecte américain Buckminster Fuller.

✅ Les allotropes de carbone sont constitués de diamant, de graphène, de fullerènes et de graphite.

Les fullerènes sont préparés en vaporisant du carbone, en générant un courant entre deux tiges de carbone, puis en le laissant se condenser dans un gaz inerte. Ils ont des propriétés physico-chimiques uniques et sont très prometteurs dans les applications biomédicales. La nature conjuguée de la sphère de fullerène lui confère des propriétés antiradicalaires lui permettant d'agir comme une éponge à radicaux libres. Ses propriétés antioxydantes ont été exploitées dans plusieurs études axées sur la compréhension de la façon dont les fullerènes peuvent combattre les dommages causés par les radicaux libres dans les cultures de cellules de kératinocytes exposées aux rayons UV.

Comme C60 est très hydrophobe, un objectif de la recherche contemporaine sur le fullerène est d'augmenter le degré d'hydrophilie de la molécule pour la rendre plus biologiquement disponible. Une approche consiste à fonctionnaliser la surface externe de la sphère de fullerène avec des groupes hydroxyle - des composés générant des fullerénols (fullerènes polyhydroxylés). Des modifications chimiques supplémentaires qui augmentent l'hydrophilie des fullerènes comprennent l'introduction d'unités de polyéthylène glycol à la surface externe de la molécule, ou l'incorporation du fullerène dans une coquille de poly-vinylpyrrolidone ou de poly-cyclodextrine. Enfin, l'encapsulation de fullerènes dans des liposomes est encore une autre approche pour augmenter la solubilité des fullerènes dans l'eau.Toutes ces voies ont réussi à augmenter l'efficacité du fullerène dans la prévention des dommages causés par les radicaux libres dans les systèmes de culture de cellules de kératinocytes.

Fait intéressant, il a également été montré que lors de l'exposition à la lumière ultraviolette, les fullerènes subissent des réactions de photosensibilisation (passage à un état triplet excité de longue durée) et réagissent avec l'oxygène moléculaire (O₂), entraînant la formation d'oxygène singulet et l'anion superoxyde (O₂^•-). À leur tour, ces ROS peuvent réagir avec un certain nombre de cibles biologiques ou même provoquer une cascade d'événements de signalisation moléculaire qui pourraient être nocifs pour la cellule. Néanmoins, d'autres études sont nécessaires pour déterminer si la double nature des fullerènes pourrait entraver leur utilisation en tant qu'agents de piégeage des radicaux libres dans des applications impliquant une exposition au rayonnement solaire.

En rapport avec "fullerène"

• allotrope

  

  L'allotrope fait référence aux formes cristallines possibles d'une molécule ayant subit une allotropie.

• atome

  

  Un atome est la plus petite partie d'une substance qui ne peut être décomposée chimiquement.

• dermatome

  

  Le dermatome est la zone cutanée segmentaire sensible innervée par un nerf spinal.

• graphène

  

  Le graphène est une couche unique (monocouche) d'atomes de carbone, étroitement liés dans un réseau hexagonal en nid d'abeille.