Buckminsterfullerene adalah molekul bundar dengan rumus C60. Molekul ini ditemukan pada tahun 1985 olehHarold Kroto, James Heath, Sean O'Brien, Robert Curl, dan Richard Smalley.[1] Nama buckminsterfullerene berasal dari Richard Buckminster Fuller, yang telah membangun kubah geodesik dengan bentuk yang mirip. Molekul ini merupakan molekulfullerene pertama yang ditemukan, dan juga yang paling banyak ditemui di alam.
Sebelum 1985, para ilmuwan hanya mengetahui dua bentuk struktur karbon murni yaitu intan dan grafit. Keduanya merupakan material yang seluruhnya hanya tersusun oleh atom-atom karbon. Setiap atom karbon dalam material intan, terikat dengan empat atom karbon lainnya membentuk pola tetrahedron. Struktur ini menyebabkan intan bersifat sangat keras.
Selain intan dan grafit, pada tahun 1985 ditemukan struktur baru dari karbon murni di alam. Penemuan inilah yang menjawab pertanyaan di awal paragraf. Struktur molekul baru yang disebut buckyball memiliki pola mirip bola sepak yang terdiri atas 20 heksagon (segienam) dan 12 pentagon (segilima). Struktur molekul tersebut membawa Smalley, Kroto, dan Curl ke podium Nobel pada tahun 1996.
Molekul tersebut terdiri atas 60 atom karbon dengan simbol kimia C60. Sementara itu, nama buckyball diambil dari nama seorang arsitek, R. Buckminster Fuller, yang merancang kubah dengan struktur mirip molekul baru tersebut ketika berlangsung pameran di Montreal pada tahun 1967. Molekul karbon dengan struktur mirip bola sepak ini disebut juga dengan nama buckminsterfullerene atau fullerene.
Fulerena adalah salah satu dari benda-benda yang tergolong alotrop karbon, molekul yang tersusun seluruhnya dari karbon dalam bentuk bola berlubang, elipsoid, tuba, dan lain-lain. Fulerena berbentuk bola biasanya disebut buckyball, dan yang berbentuk silindrisbiasa disebut karbon nanotube. Grafin (Inggris: Graphene) adalah lembaran fulerena planar. Struktur fulerena mirip dengan strukturgrafit, yang tersusun dari lembaran yang bertumpuk oleh cincin heksagonal yang tersambung, tapi mungkin juga mengandung cincin pentagonal atau heptagonal yang mencegah lembaran menjadi berbentuk planar.
Molekul baru tersebut juga memiliki efek seperti bola, dapat memantul dan berputar. Buckyball dapat berputar 100 juta kali per detik. Molekul ini dapat memantul jika diempas ke suatu permukaan keras seperti baja. Kemudian jika diremas atau ditekan, molekul akan kembali seperti bentuk semula, seperti bola karet. Dan jika dimampatkan hingga 70 persen dari ukuran aslinya, buckyball menjadi lebih keras dua kali lipat dibanding intan.
Curl, Kroto, dan Smalley mendapatkan molekul tersebut pada kondisi temperatur tinggi dan dalam atmosfer gas helium. Namun, mereka hanya mendapatkan sedikit produk buckyball. Padahal, diperlukan jumlah yang besar untuk mempelajari sifat dan potensi molekul tersebut di masa depan. Hingga pada tahun 1990 ditemukan cara sintesis buckyball menghasilkan jumlah yang cukup banyak menggunakan metode plasma. Metode ini ditemukan oleh ilmuwan dari Jerman dan Amerika. Ketika Smalley dan koleganya mensintesis buckyball atau fullerene, tidak hanya senyawa C60 yang ditemukan. C60 ditemukan dalam jumlah besar di dalam fasa ruah. Struktur lain yang ditemukan dalam komposisi yang lebih sedikit adalah C70, C540, dan fullerene lain yang mengandung beratus-ratus atom karbon. Pada metode sintesis buckyball oleh ilmuwan Amerika dan Jerman tersebut, dihasilkan 75 persen C60, 23 persen C70’ dan sisanya adalah molekul karbon yang lebih besar. Karena itulah, ilmuwan umumnya mempelajari buckyball C60 dibandingkan dengan buckyball lain yang jumlah atom karbonnya lebih banyak.
Fulerena dapat dilarutkan pada banyak pelarut secara terbatas. Pelarut yang umum untuk fulerena termasuk pelarut aromatik sepertitoluena dan lainnya seperti karbon disulfida. Larutan fulerena murni memiliki warna ungu tua. Larutan C70 (fulerena dengan atom karbon sebanyak 70) berwarna coklat kemerahan. Fulerena yang lebih besar seperti C76 hingga C84 memiliki warna yang bervariasi. C76 memiliki bentuk optis sementara fulerena yang lebih tinggi memiliki beberapa isomer struktur. Nama umum dari C60 adalah ”buckminsterfulerena” berdasarkan nama R. Buckiminster Fuller, seorang insinyur, arsitek, dan filsuf yang menggunakan bentuk tersebut untuk membangun kubah geodesik. Kerena bentuknya yang seperti bola, molekul C60 dijuluki “buckyball”. Senyawa yang diturunkan dari C60 dan sekelompok karbon yang berhubungan yang berongga (seperti C70 yang berbentuk telur, C76, C84 dan lainnya dinamakan fulerena.
C60 memiliki sifat yang stabil, karena setiap atom karbon pada C60 melekat ketiga atom lain dan dengan demikian terhibridisasi sp2. Elektron valensi keempat dari setiap karbon terletak pada orbital p yang tegak lurus pada permukaan bola. Orbital- orbital ini bertumpang tindih membentuk awan di dalam dan luar bola. struktur C60 pada hakikatnya adalah aromatik dan sangat stabil C60 sekarang dapat dibuat dalam bentuk gram. Senyawa ini dideteksi dengan pelarut organik (sedikit larut) dari jelaga yang dibuat secara khusus, dan dipisahkan secara kromatografi dari flurena yang lebih tinggi yang terbentuk sekaligus. Larutannya berwarna indah, contohnya, warna magneta (ungu kemerahan) dalam heksana.
Reaksi C60, Karena subtitusi tidak dimungkinkan (tidak ada hidrogen pada C60) , maka menggunakan reaksi adisi Meskipun ke-60 karbonnya setara (seperti keenam karbon pada benzena), ikatannya tidak demikian. C60 memiliki dua jenis ikatan, yitu ikatan 6-6 yang digunakan bersama oleh heksagon yang bersebelahan, dan ikatan 5-6 yang digunakan bersama oleh pentagon dan heksagon. Ikatan 6-6 sedikit lebih pendek (1,39 Å) daripada ikatan 5-6 (1,43 Å) dan lebih mirip ikatan rangkap.
