그런데 노벨상 이야기에 왜 건축 구조물이 나올까요? 노벨 건축상은 없는데 말이지요. 오늘 이야기할 소재인 1996년 노벨 화학상의 주인공 풀러렌 때문입니다. 탄소 원자가 구나 원기둥 모양으로 연결되어 있는 분자를 말합니다. 풀러렌을 발견하기 전에 과학자들이 알고 있던 탄소 동소체(탄소로 이루어졌으나 결합 구조가 달라 성질이 서로 다른 분자)는 흑연이나 다이아몬드 정도였습니다.

 1970년 일본의 화학자 오사와 에이지는 탄소원자 60개로 이루어진 공 모양의 분자가 존재할 가능성을 예측했습니다. 하지만 그게 실제로 발견된 건 1980년대에 들어서였습니다. 1985년 영국 서섹스대학교의 해럴드 크로토 교수는 늙어가는 별인 적색거성에서 생길 수 있는 화학 반응을 연구하기 위해 진공 속에서 흑연에 강력한 레이저를 쪼이는 실험을 진행했습니다. 이때 탄소 원자가 흑연에서 떨어져나와 새로운 결합을 이루며 다른 화합물을 이루었습니다. 탄소 원자 60개로 이루어진 공 모양의 분자였지요.

 이후 탄소 원자가 모여 구나 원기둥 모양을 이루는 여러 분자가 더 발견되었고, 벅민스터풀러렌을 줄인 풀러렌이 이런 분자를 통칭해 부르는 이름이 되었습니다. 처음에는 만들 수 있는 풀러렌의 양이 매우 적었기 때문에 연구진이 제시한 구조를 정확하기 입증하기 어려웠습니다. 연구가 더 이루어진 뒤인 1990년 정도가 되어서야 그램 단위로 풀러렌을 생산할 수 있게 되었지요.

 풀러렌의 구조는 다양합니다. 구 모양의 버키볼만 해도 탄소 원자 60개로 이루어진 것뿐만 아니라 70개, 72개, 76개, 84개 등으로 이루어진 풀러렌이 있습니다. 자연계에 풀러렌이 존재한다는 사실도 밝혀졌습니다. 숯 같은 곳에도 극미량이지만, 풀러렌이 들어있었습니다. 번개가 칠 때 대기 중에서도 생기기도 하고요. 2010년에는 미국의 스피처 우주망원경이 우주의 먼지구름을 관측해 풀러렌이 있다는 사실을 알아내기도 했습니다.

 풀러렌의 발견은 기존에는 흑연과 다이아몬드밖에 알지 못했던 탄소 동소체(탄소로 이루어졌으나 결합 구조가 달라 성질이 서로 다른 분자)의 범위를 크게 넓혀 주었습니다. 풀러렌은 다이아몬드처럼 강하면서 속이 비어 있어 그 안에 다른 물질을 넣을 수 있습니다. 이런 성질을 이용해 약물을 체내에 전달하는 기술을 연구하고 있습니다.

 또, 튜브 모양의 풀러렌인 탄소나노튜브는 지금까지 발견된 물질 중에서 강도가 가장 큰 물질입니다. 강철보다도 튼튼하지요. 고도 3만 6000킬로미터의 정지궤도까지 이어지는 우주 엘리베이터를 구상할 때 유력한 소재로 꼽힐 정도입니다. 전기적인 특성 때문에 전자 소자의 재료로 각광을 받기도 했지요. 2019년에는 미국에서 탄소나노튜브로 트랜지스터 1만 4000개가 들어가는 프로세서를 만드는 데 성공했습니다.