El carbono es uno de los elementos más versátiles:forma la base de una enorme cantidad de compuestos químicos, tiene varios alótropos de diferente dimensionalidad, y exhibe muchas geometrías de unión diferentes. Por esta razón, Los materiales de carbono han tenido un lugar especial en la investigación de materiales durante mucho tiempo. Aunque las formas tridimensionales del carbono (diamante y grafito) se conocen desde la antigüedad, tomó hasta 1985 antes del primer alótropo de carbono de baja dimensión, el fullereno cuasi-cero-dimensional, fue descubierto. Pronto después de esto, En 1991, los nanotubos de carbono unidimensionales se llamaron la atención de la comunidad científica, y en 2004 el alótropo de carbono bidimensional, grafeno se convirtió en una realidad experimental. Ya se han realizado diferentes combinaciones de alótropos de carbono, como nanotubos de carbono llenos de fullereno (peapods de carbono) y grafito intercalado por fullerenos.

En el artículo publicado en Avances de la ciencia , los científicos de la Universidad de Viena demuestran un sistema de carbono híbrido, llamado sándwich de buckyball, en el que se encapsula una sola capa de fullerenos entre dos láminas de grafeno (Ilustración 1). El análisis de la estructura a través de microscopía electrónica de transmisión de barrido resuelto atómicamente proporcionó información sobre la dinámica de las moléculas. En los bordes de las capas de fullereno, los científicos pudieron observar la difusión de fullerenos individuales dentro del bolsillo del sándwich de grafeno (Ilustración 2):debido al movimiento de los fullerenos, solo son parcialmente visibles en la imagen (grabados línea por línea, de modo que los fullerenos móviles solo aparezcan en algunas de las líneas). Es más, Se encontró que los fullerenos giraban dentro del sándwich; sin embargo, esta rotación se bloqueó cuando los fullerenos se fusionaron en objetos más grandes debido a la irradiación prolongada de electrones.

Con el sistema fullereno-grafeno, los científicos han creado un nuevo material que llena un vacío en las combinaciones disponibles de heteroestructuras de carbono híbrido. El sándwich de grafeno proporciona una cámara de reacción a nanoescala y una interfaz limpia para el vacío del microscopio, que permite la observación de la dinámica molecular en el microscopio electrónico de transmisión. Por lo tanto, los investigadores esperan que este trabajo también abra muchas nuevas vías para estudiar la estructura y dinámica de moléculas encapsuladas de manera similar en el espacio 2D entre hojas de grafeno.