C soğan olan nanopartiküller arasında karbon moleküllerinin eşmerkezli tabakadan oluşan Fulleren . Katman sayısı değişkendir, elde edilen en büyük karbon soğanı neredeyse 100'e sahiptir.
Fullerenlerin ilk keşfini takiben, Kroto ve MacKay teorik olarak çok katmanlı fullerenlerin (genellikle "karbon soğanları" olarak anılır) oluşumunu değerlendirdiler. Bu tür yapıların varlığı, aynı simetriyi sergileyen ve grafit düzlemleri arasında mevcut olana yakın bir mesafeyle ayrılmış bir dizi katman gerektirir .
1992 yılında, nanotüpler , nanopartiküller ve amorf karbon karışımı kullanılarak oluşturulan yapıların incelenmesi sırasında , Ugarte HRTEM (in) tarafından çok şaşırtıcı bir evrim gözlemledi : çok güçlü yoğunlukta bir elektron ışını kullanarak, nanotüplerin ve nanopartiküllerin morfolojik dönüşümü yarı küresel parçacıkların oluşumuna kadar kademeli olarak oluşur.
Uzayda karbon soğanı varlığının , yıldızlararası tozun 217,5 nm'deki soğurma spektrumunu açıklaması gerekiyordu ve 2004'te onaylandı.
Kararlı bir karbon soğanı oluşturabilmek için, ardışık iki fulleren tabakası arasındaki mesafe, grafitin düzlemleri arasındaki mesafeye büyük ölçüde eşit, yani yaklaşık 3.4 A olmalıdır . Bu fulleren ailesinin meydana 60N durumdur 2 veya 20n 2 C göre, örneğin, üç-tabakalı soğan (n = 3) olarak atomuna n doğal sayıdır, 60, formül C 60 @ C 240 @ C 540.
Zwanger ve Banhart, yüksek çözünürlüklü elektron mikroskobu çalışmaları ile katmanların göreceli yönelimlerinin rastgele olduğunu ve karbon soğanlarının yapısının bozuk olduğunu göstermiştir.
Belirli koşullar altında soğanlar 700 ° C civarında bir sıcaklığa getirilip elektron bombardımanına tutulduğunda, iç tabakalar yapısal olarak yeniden düzenlenerek elmasa dönüşür . Aslında, bu koşullar altında soğan büzülür ve birbirini izleyen iki katman arasındaki mesafe kademeli olarak değişir: Dış katmanların bir araya gelmesi nispeten küçükken, iki iç katman arasındaki mesafe 2,2 A'ya düşürülerek çok yüksek basınçlara neden olabilir. soğanın kalbinde. Tersine, izole edilmiş tavlanmış elmas nanopartiküller küresel karbon soğana dönüşür.
Karbon soğanın nasıl büyüdüğü hakkında çok az şey biliniyor, ancak şimdi Farklı yöntemlerle üretiliyorlar:
İkinci yöntem, bir miktar boyut kontrolü ve nispeten dar bir şekil dağılımı ile ince karbon soğan filmleri elde ettiği için en umut verici görünmektedir.