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富勒烯

富勒烯是1985年天文学家在研究宇宙星云的构成时意外发现的。当科学家在实验室模拟了宇宙星云的高真空、高能量环境,利用高能量激光溅射放置在真空室环境中的石墨时,意外发现了一种具有超稳定结构的类似足球形的全碳分子,由五元环与六元环组成——这种材料就是后来被称为“纳米王子”的富勒烯。1996年,发现富勒烯的三位科学家Smalley、Kurl和Kroto荣获诺贝尔化学奖。

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自被发现以来,富勒烯一直在纳米科学界广受关注,尤其是因为其稳定的结构和独特的物理化学特性在多个领域具有广泛的应用,比如润滑油添加剂、太阳能电池、磁共振造影剂等,甚至在生物工程基因运载体、军用激光防护镜等方面也有用武之地。

生物领域应用

由于富勒烯有独特的电子特性,可以高效率淬灭自由基,比维生素抗自由基能力高出成百上千倍,堪称自由基海绵,这为富勒烯抗氧化产品提供了思路。富勒烯作为一种极强的抗氧化物在皮肤抗氧化衰老、促进毛囊生长等领域的应用备受关注。在日本,人们利用富勒烯能消除自由基的功效制备化妆品,甚至有人将其做成富勒烯水,当成保健品来喝。在抗肿瘤药品研发上,富勒烯也备受关注。

金属富勒烯

金属内嵌富勒烯具有许多空心富勒烯所没有的特殊性质。将顺磁性金属离子嵌入到富勒烯的碳笼后,既不会影响金属离子的电磁特性,同时又可以将重金属离子很好地包裹在碳笼当中从而避免对人体的伤害。例如含有金属钆(Gd)的金属富勒烯可以作为高效低毒磁共振成像造影剂,并用于肿瘤的早期诊断。这种造影剂极有可能成为新一代临床应用的磁共振造影剂。

其他应用领域

鉴于富勒烯在自由基捕捉、光吸收、超导、完美结构、DNA亲和、电子受体、高效吸附和内嵌分子等多方面的优点,应用前景非常广泛。

富勒烯和金属富勒烯的主要应用领域还包括量子计算机、生物传感器、激光防护、国防、谱学研究、光电器件等。

争议

也有持怀疑态度的人士,认为目前富勒烯的应用都只是基于猜想和假设,并没有充分的科学证据,举例来说,富勒烯作添加成分的化妆品究竟有多大的效果,也很难用科学实验来证明。所以应用也最多是个概念。

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