「原理动画案例」美白抗衰抗肿瘤的明星分子，富勒烯是如何合成的

一、什么是富勒烯？

当我们仰望星空时，会惊叹于宇宙的神秘与浩瀚，你能想象其中存在着像足球一样的分子吗？

富勒烯是一种在宇宙中大量存在，拥有高度对称C60结构的纳米明星分子，符合科学、建筑、数学、工程和视觉艺术之间的极致美学。

富勒烯形状呈球型、椭球型、柱状或管状，在结构上与石墨很相似。石墨是由六元环组成的石墨烯层堆积而成，而富勒烯不仅含有六元环还有五元环，偶尔还有七元环。

二、富勒烯发现过程

富勒烯的诞生还得从天文学研究说起，在20世纪70 年代，克罗托等人通过射电天文学观测发现，星际空间中存在大量的长链碳分子，点燃了人们寻找地外生命的希望。克罗托认为，这些不同寻常的长链条分子是在富含碳元素的红巨星大气中形成的。

不久之后，通过模拟恒星环境进行实验，克罗托等人发现了两个重要成果：一个是意料之中的长链碳分子，另一个则是此前未知的某种纯碳分子。经过一段艰苦地思考，提出了“足球烯”模型：整个分子由五边形和六边形相互拼接，构成了一个笼状结构。这一构想的灵感来自建筑大师巴克敏斯特·富勒的作品——蒙特利尔世界博览会的美国馆，它的结构就像一个足球，因此研究团队将这类碳分子命名为富勒烯。

蒙特利尔世界博览会的美国馆

克罗托等人过各种实验数据，证实了关于富勒烯的结构及其特性的猜想。因为发现富勒烯，克罗托、科尔和斯莫利三人共同获得了1996年的诺贝尔化学奖。

富勒烯发现团队在莱斯大学空间科学大楼

三、富勒烯的应用领域

在富勒烯被发现之前，只有金刚石和石墨是被明确定义的两种碳的单质。富勒烯构成了第三种形式，他们的发现开启了纳米科学和纳米技术的全新篇章,富勒烯分子结构的特殊性使得它们在多个领域都有着潜在的用途。

应用一：化妆品

富勒烯C60具有清除活性氧自由基、活化皮肤细胞、预防衰老等作用 。由于富勒烯在清除自由基的过程起到的是电子传输的作用，过程中没有消耗损失，因此可以在皮肤表面上稳定存在，持久发挥抗氧化的能力。使面部重焕光彩，肌肤紧致年轻，因此许多高端护肤品品牌都含有富勒烯成分。

应用二：太阳能电池

富勒烯具有优越的氧化还原性、高的电子亲和能，小的重组能，优异的迁移率，使得富勒烯成为在太阳能电池应用中的一种理想的受体材料。此外还可以拓展其在包括光转换器、场效应晶体管等不同领域中的应用。

应用三：超导材料

美国科学家贝尔发现了富勒烯的超导性，掺杂C60超导体的发现是超导领域的又一重大成果。富勒烯超导体的优点在于这种化合物容易加工成所需要的各种形状，良好的性质和潜在的高临界温度为富勒烯超导体的应用创造了条件。

应用四：电传感器

富勒烯材料修饰的电极所制备的电传感器较传统材料的电传感器，具有可再生、生产工艺简单、可有效增加电极的活性表面积、支持纳米粒子和可与其他材料符合等优点。

应用五：润滑体系

C60的结构使其具有特殊的稳定性，这使得C60富勒烯具有优良的自润滑性，可使体系的摩擦系数减小、磨损率减小、硬度增大,从而优化摩擦性能。

应用六：气体储存

C60分子的结构比较特别，可以作为比金属及金属合金更加有效的吸氢材料。在低压的条件下用C60存储大量的氧气对于军事、医疗甚至商业发展都有巨大的作用 。

应用七：药物载体

富勒烯作为药物输运载体用于协助抗肿瘤药物在体内的吸收分布有着得天独厚的优势。可以经组装修饰成纳米粒子通过增强的渗透和滞留效应，优先积聚在肿瘤组织中。不仅可以提高其生物相容性、增强其在生物体内的靶向性、实现其对药物的缓释控释，还可使其作为药物载体拥有更大的负载量。

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