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富とみ勒烯

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系列けいれつ条目じょうもく
纳米材料ざいりょう
碳纳米まい管かん
富とみ勒烯
其他纳米粒子りゅうし
纳米结构材料ざいりょう（英えい语：Nanostructure）
C
60 的まと球だま棒ぼう模型もけい

富とみ勒烯（英語えいご：Fullerene） 或ある巴ともえ克かつ球だま、巴ともえ基はじめ球だま（英語えいご：Buckyball）是ぜ一いち種しゅ完全かんぜん由ゆかり碳组成的てき中空なかぞら分子ぶんし，形狀けいじょう呈てい球たま型がた、椭球型がた、柱はしら型がた或ある管状かんじょう。富とみ勒烯在ざい结构上じょう与あずか石墨せきぼく很相似そうじ，石墨せきぼく是ぜ由よし六ろく元げん环组成なり的てき石墨せきぼく烯层堆积而成なり，而富勒烯不ふ仅含有がんゆう六ろく元げん环还有ゆう五ご元げん环，偶尔还有七なな元げん环。

1985年ねん英国えいこく化学かがく家か哈罗德とく·沃特尔·克かつ罗托博士はかせ和わ美国びくに科学かがく家か理り查德·斯莫利り在ざい萊斯大學だいがく制せい备出了りょう第だい一いち种富勒烯，即そく「C60分子ぶんし」或ある「[60]富とみ勒烯」，因いん为这个分子ぶんし与あずか建けん筑学家か巴ともえ克明かつあき斯特·富とみ勒的てき建けん筑作品さくひん很相似そうじ，为了表ひょう达对他た的てき敬意けいい，将はた其命名めいめい为「巴ともえ克明かつあき斯特·富とみ勒烯」（巴ともえ克かつ球だま）[1]。饭岛澄男すみお早はや在ざい1980年ねん之の前ぜん就在透とおる射しゃ电子显微镜下しも观察到这样洋よう葱ねぎ状じょう的てき结构。[2]自然しぜん界かい也是存在そんざい富とみ勒烯分子ぶんし的てき[3]，2010年ねん科学かがく家か们通过史ふみ匹ひき哲太てつた空そら望もち远镜发现在ざい外そと太ふと空むなし中也ちゅうや存在そんざい富とみ勒烯。[4] “也许外がい太ふとし空そら的てき富とみ勒烯为地球ちきゅう提供ていきょう了りょう生命せいめい的てき种子”。[5]

在ざい富とみ勒烯发现之の前まえ，碳的同素どうそ异形体けいたい的てき只ただ有ゆう石墨せきぼく、钻石、无定形がた碳（如炭すみ黑くろ和わ炭すみ），它的发现极大地ち拓つぶせ展てん了りょう碳的同素どうそ异形体けいたい的てき数すう目もく。富とみ勒烯和わ碳纳米まい管かん独特どくとく的てき化学かがく和物あえもの理性りせい质以及在技わざ术方面ほうめん潜在せんざい的てき应用，引起了りょう科学かがく家か们强烈きょうれつ的てき兴趣，尤ゆう其是在ざい材料ざいりょう科学かがく、电子学がく和わ纳米技わざ术方面めん。

命名めいめい

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很像足あし球だま的てき球たま型がた富とみ勒烯也叫做足あし球だま烯，或ある音おと译为巴ともえ克かつ球だま，中国ちゅうごく大だい陆通译为富とみ勒烯，臺灣たいわん稱しょう之の為ため球たま碳，香港ほんこん译为布ぬの克かつ碳；偶尔也称其为芙等ひとし[6]；富とみ勒烯的中てきちゅう文ぶん写うつし法ほう有ゆう三さん种，以C60为例，第だい一种是标准的写法，即そく[60]富とみ勒烯，对应英文えいぶん的てき[60]fullerene；第だい二に种为碳60，60也不用よう下か标，这是中ちゅう文ぶん专用的てき写うつし法ほう；第だい三さん种为C60，与あずか英文えいぶん一致いっち。

简介

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正せい二に十じゅう面体めんてい富とみ勒烯C540。

早はや在ざい1965年ねん，二に十じゅう面体めんてい對稱たいしょう性せい的てきC60H60被ひ认为是ぜ一いち种可能かのう的てき拓つぶせ扑结构。[7] 20世せい纪60年代ねんだい科学かがく家か们对非ひ平面へいめん的てき芳香ほうこう结构产生了りょう浓厚的てき兴趣，很快就合成ごうせい了りょう碗わん状じょう分子ぶんし碗わん烯（Corannulene）[8]。日本にっぽん科学かがく家か大だい泽映二に在ざい与あずか儿子踢足あし球だま时想到そうとう，也许会かい有ゆう一いち种分子こ由ゆかりsp2杂化的てき碳原子げんし组成，比ひ如将几个碗わん烯拼起おこり来らい的てき共きょう轭球状きゅうじょう结构，实现三さん维芳香ほうこう性せい。[9][10][11]他た开始研究けんきゅう这种球状きゅうじょう分子ぶんし，不ふ久ひさ他た得とく出で这种结构可か以由截去一个二十面体的顶角得到，并称之の为截角二に十じゅう面体めんてい，就像足あし球だま的てき拼皮结构那な样；他た还预言ごと了りょうCnHn分子ぶんし的てき存在そんざい。大だい泽虽然しか在ざい1970年ねん就预言ごと了りょうC60分子ぶんし的てき存在そんざい，但ただし遗憾的てき是ぜ，由ゆかり于语言げん障碍しょうがい，他た的てき两篇用よう日び文ぶん发表的てき文章ぶんしょう并没有ゆう引起人じん们的普遍ふへん重じゅう视，而大泽本人じん也没有ゆう继续对这种分子ぶんし的てき研究けんきゅう，因いん而使得とくC60的てき发现已やめ经是15年ねん以后的てき事こと了りょう。

1970年ねん汉森（R. W. Henson）设计了りょう一いち个C60的てき分子ぶんし结构，并用纸制作せいさく了りょう一いち个模型がた。然しか而这种碳的てき新しん形式けいしき的てき证据非常ひじょう弱じゃく，包括ほうかつ他た的てき同どう事こと都と无法接受せつじゅ。因よし此这个结果はて并没有ゆう发表，不ふ过《碳》期き刊かん在ざい1999年ねん确认了りょう这个结果。[12][13]富とみ勒烯的てき第だい一いち个光ひかり谱证据是ぜ在ざい1984年ねん由美ゆみ国こく新しん泽西州しゅう的てき艾あい克かつ森もり实验室しつ的てき罗芬（Rohlfing），考こう克かつ斯（Cox）和わ科か多た（Kldor）发现的てき，当とう时他们使用よう由ゆかり莱斯大学だいがく理り查德·斯莫利り设计的てき激げき光こう汽化团簇束たば流りゅう发生器き，用よう激げき光こう汽化蒸ふけ发石墨すみ，用よう飞行时间质谱发现了りょう一いち系列けいれつCn（n=3，4，5，6）和わC2n（n>=10）的てき峰みね，而相距较近ちか的てきC60和わC70的まと峰ほう是ぜ最强さいきょう的てき[14]。不ふ过很遗憾，他た们没有ゆう做进一いち步ほ的てき研究けんきゅう，也没有ゆう探究たんきゅう这个强きょう峰ほう的てき意い义。1985年ねん，英国えいこく化学かがく家か哈罗德とく·沃特尔·克かつ罗托博士はかせ和わ美国びくに赖斯大学だいがく的てき科学かがく家か理り查德·斯莫利り、海うみ斯（James R. Heath）、欧おう布ぬの莱恩（Sean O'Brien）和わ科か乐（Robert Curl）等とう人じん在ざい氦气流りゅう中ちゅう以激光こう汽化蒸ふけ发石墨せきぼく实验中ちゅう首くび次じ制せい得とく由よし60个碳组成的てき碳原子げんし簇むらが结构分子ぶんしC60。富とみ勒烯的てき主要しゅよう发现者しゃ们受建けん筑学家か巴ともえ克敏かつとし斯特·富とみ勒设计的てき加か拿大蒙こうむ特とく利り尔世界せかい博はく览会球形きゅうけい圆顶薄うす壳建筑的启发，认为C60可能かのう具有ぐゆう类似球体きゅうたい的てき结构，因いん此将其命名めいめい为巴ともえ克明かつあき斯特·富とみ勒烯（buckminster fullerene），简称富とみ勒烯（fullerene）。为此，克かつ罗托、科か尔和斯莫利り获得了りょう1996年度ねんど诺贝尔化学がく奖。在ざい1990年ねん前まえ，关于富とみ勒烯的てき研究けんきゅう都と集中しゅうちゅう于理论研究けんきゅう[15]，因いん为没有ゆう足あし量的りょうてき富とみ勒烯用よう于实验，直ちょく到いた1990后きさき，哈夫曼（Donald Huffman），克かつ拉ひしげ策さく门（Wolfgang Krätschmer）和かず福ぶく斯迪罗伯劳斯（Konstantinos Fostiropoulos）等とう人じん第だい一次报道了大量合成C60的てき方法ほうほう[16][17]，才ざい使し得とくC60的てき研究けんきゅう得とく以大量たいりょう展てん开。富とみ勒烯的てき纯化对于化学かがく家か们是一いち个挑战，同どう时也在ざい很大程度ていど上じょう决定了りょう富とみ勒烯的てき价格。内うち嵌はま富とみ勒烯是ぜ指ゆび在ざい生成せいせい富とみ勒烯的てき过程中将ちゅうじょう离子或ある小しょう分子ぶんし包つつめ到いた碳笼中ちゅう。富とみ勒烯的てき化学かがく反はん应很特别，例れい如1993年ねん发现的てきBingel反はん应等ひとし。碳纳米まい管かん在ざい1991被ひ发现。[18]

C60在ざい甲かぶと苯溶液えき中ちゅう的てき紫むらさき外がい-可か见吸收きゅうしゅう谱。浓度:0.052mmol/L。测试仪器：JASCO V570。

早期そうき科学かがく进展年ねん谱

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1971年ねん，大だい泽映二に发表《芳香ほうこう性せい》一いち书，其中描述了りょうC60分子ぶんし的てき设想。[19]

1980年ねん，饭岛澄男すみお在ざい分析ぶんせき碳膜的てき透とおる射しゃ电子显微镜图时发现同心どうしん圆结构，就像切きり开的洋よう葱ねぎ，这是C60的てき第だい一个电子显微镜图。[2] 1983年ねん，克かつ罗托蒸ふけ发石墨すみ棒ぼう产生的てき碳灰的てき紫むらさき外がい可か见光谱中发现215nm和わ265nm的てき吸收きゅうしゅう峰ほう，他た们称之の为“驼峰”；后きさき来き他た们推断すいだん这是富とみ勒烯产生的てき。[14][20]

1984年ねん，富とみ勒烯的てき第だい一个光谱证据是在1984年ねん由美ゆみ国こく新しん泽西州しゅう的てき艾あい克かつ森もり实验室しつ的てき罗芬等とう人じん发现的てき，但ただし是ぜ他た们不认为这是C60等とう团簇产生的てき。[14]

1985年ねん，英国えいこく化学かがく家か哈罗德とく·克かつ罗托和わ美国びくに科学かがく家か理り查德·斯莫利り等とう人ひと在ざい氦气流りゅう中ちゅう以激光こう汽化蒸ふけ发石墨すみ实验中ちゅう意外いがい合成ごうせい了りょうC60和わC70[21]，并由此获得とく1996年ねん诺贝尔化学がく奖。并提出ていしゅつ富とみ勒烯可能かのう存在そんざい于星际空间。[22]

1990年ねん，克利かつとし斯莫（Krätschmer）等とう人じん第だい一次报道了大量合成C60的てき方法ほうほう，才さい使し得とくC60的てき研究けんきゅう得とく以大量たいりょう展てん开。[23]

1991年ねん，加州かしゅう大学だいがく洛らく杉すぎ矶分校こう的てき霍金斯（Joel Hawkins）得とく到いた了りょう富とみ勒烯衍生物的ぶってき第だい一个晶体结构，标志着ぎ富とみ勒烯结构被ひ准じゅん确测定じょう。[24]

1995年ねん，伍ご德とく（Fred Wudl）制せい备出开孔富とみ勒烯[25]；而PCBM也被他た首くび次じ制せい备。[26]

天然てんねん存在そんざい的てき富とみ勒烯

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起おこり初はつ人じん们认为这种高度ど对称的てき完かん美び分子ぶんし只ただ能のう在ざい实验室しつ的てき苛刻条件下じょうけんか或ある者もの是ぜ星ぼし际尘埃ほこり中ちゅう存在そんざい，然しか而1992年ねん美国びくに科学かがく家かP. R. Buseck在ざい用よう高だか分ぶん辨べん透とおる射しゃ电镜研究けんきゅう俄にわか罗斯数すう亿年前まえ的てき地下ちか的てき一いち种名为Shungites的てき矿石时，发现了りょうC60和わC70的てき存在そんざい，飞行时间质谱也证明あきら了りょう他た们的结论，产生原因げんいん未知みち[3]。2010年ねん加か拿大西安しーあん大略たいりゃく大学だいがく科学かがく家か在ざい6500光年こうねん以外いがい的てき宇宙うちゅう星ぼし云うん中ちゅう发现了りょうC60存在そんざい的てき证据，他た们通过史ふみ匹ひき哲太てつた空そら望遠鏡ぼうえんきょう发现了りょうC60特定とくてい的てき信号しんごう。克かつ罗托说：“这个最さい令れい人じん兴奋的てき突破とっぱ给我们提供ていきょう了りょう令れい人じん信服しんぷく的てき证据：正せい如我们一直期盼的那样，巴ともえ克かつ球だま在ざい宇宙うちゅう的てき亘わたる古前ふるまえ就存在そんざい了りょう。”[27]

制せい备与提ひさげ纯

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制せい备

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大量たいりょう低てい成本なりもと地ち制せい备高纯度的てき富とみ勒烯是ぜ富とみ勒烯研究けんきゅう的てき基もと础，自じ从克罗托发现C60以来いらい，人にん们发展てん了りょう许多种富勒烯的てき制せい备方法ほう。目前もくぜん较为成熟せいじゅく的てき富とみ勒烯的てき制せい备方法ほう主要しゅよう有ゆう电弧法ほう、热蒸发法、燃もえ烧法和わ化学かがく气相沉积法ほう等とう。

  • 电弧法ほう

一般将电弧室抽成高真空，然しか后きさき通どおり入にゅう惰性だせい气体如氦气。电弧室しつ中ちゅう安置あんち有ゆう制せい备富勒烯的てき阴极和わ阳极，电极阴极材料ざいりょう通常つうじょう为光谱级石墨せきぼく棒ぼう，阳极材料ざいりょう一いち般为石墨せきぼく棒ぼう，通常つうじょう在ざい阳极电极中ちゅう添加てんか铢、镍、铜或碳化钨等作さく为催化か剂。当とう两根高だか纯石墨すみ电极靠もたれ近きん进行电弧放ひ电时，炭すみ棒ぼう气化形成けいせい等とう离子体たい，在ざい惰性だせい气氛下か小しょう碳分子ぶんし经多次じ碰撞、合ごう并、闭合而形成けいせい稳定的てきC60及高炭ずみ富とみ勒烯分子ぶんし，它们存在そんざい于大量りょう颗粒状じょう烟けむり灰はい中ちゅう，沉积在ざい反はん应器内壁ないへき上じょう，收集しゅうしゅう烟けむり灰はい提ひっさげ取ど。电弧法ほう非常ひじょう耗电、成本なりもと高だか，是ぜ实验室しつ中ちゅう制せい备空心こころ富とみ勒烯和金わきん属ぞく富とみ勒烯常用じょうよう的てき方法ほうほう。[28]

  • 燃もえ烧法

苯、甲きのえ苯在氧气作用さよう下か不完全ふかんぜん燃もえ烧的碳黑中有ちゅううC60和わC70，通つう过调整せい压强、气体比例ひれい等とう可か以控制せいC60与あずかC70的てき比例ひれい，这是工こう业中生せい产富勒烯的てき主要しゅよう方法ほうほう。[29]

提ひさげ纯

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C60和わC70及衍生物せいぶつ的てき混合こんごう物的ぶってき高だか效こう液えき相しょう色しょく谱图，HPLC: JAI LC-9104，色しょく谱柱: COSMOSIL BUCKYPREP 20 mm （ID） X 250 mm，淋洗剂: 甲きのえ苯，流速りゅうそく: 6mL/min

富とみ勒烯的てき纯化是ぜ一个获得无杂质富勒烯化合物的过程。制せい造づくり富とみ勒烯的てき粗そ产品，即そく烟けむり灰はい中ちゅう通常つうじょう是ぜ以C60为主，C70为辅的てき混合こんごう物ぶつ，还有一いち些同系けい物ぶつ。决定富とみ勒烯的てき价格和わ其实际应用よう的てき关键就是富とみ勒烯的てき纯化。实验室しつ常用じょうよう的てき富とみ勒烯提ひさげ纯步骤是：从富含C60和わC70的てき烟けむり尘中先さき用よう甲かぶと苯索さく氏し提ひっさげ取ど，然しか后きさき纸漏斗ろうと过滤。蒸ふけ发溶剂后，剩あま下した的てき部分ぶぶん（溶于甲かぶと苯的物ぶつ质）用よう甲かぶと苯再溶解ようかい，再さい用よう氧化铝和活性かっせい碳混合こんごう的てき柱はしら色しょく谱粗提ひさげ纯，第だい一个流出组分是紫色的C60溶液ようえき，第だい二に个是红褐色しょく的てきC70，此时粗あら分ぶん得え到いた的てきC60或あるC70纯度不ふ高こう，还需要用ようよう高だか效こう液えき相しょう色しょく谱来精分せいぶん。[30]

永田ながた（Nagata）发明了りょう一项富勒烯的公斤级纯化技术。[31] 该方法ほうほう通どおり过添加てんか二に氮杂二に环到いたC60、C70等とう同系どうけい物的ぶってき1、2、3-三甲さんこう基もと苯溶液えき中ちゅう。DBU只ただ会かい和わC70以及更さら高だか级的同系どうけい物ぶつ反はん应，并通过过滤分离反应产物ぶつ，而富勒烯C60与あずかDBU不ふ反はん应，因いん此最后きさき得え到いたC60的てき纯净物ぶつ；其他的てき胺化合かごう物ぶつ，如DABCO，不具ふぐ备这种选择性。

C60可か以与环糊精せい以1:2的てき比例ひれい形成けいせい配合はいごう物ぶつ，而C70则不行ぎょう，一种分离富勒烯的方法就是基于这个原理，通つう过S-S桥固定こてい环糊精しらげ到いた金きむ颗粒胶体，这种水溶すいよう性的せいてき金きん/环糊精せい的てき复合物ぶつ[Au/CD]很稳定じょう，与あずか不ふ水溶すいよう的てき烟けむり灰はい在ざい水中すいちゅう回流かいりゅう几天可か以选择性地ち提ひっさげ取どC60，而C70组分可か以通过简单的过滤得え到いた。将はたC60从[Au/CD] 复合物ぶつ中分なかぶん离是通どおり过向环糊精せい水溶液すいようえき加入かにゅう对环糊のり精せい内ない腔具有ぐゆう高だか亲和力りょく的てき金きん刚烷醇あつし使し得とくC60与あずか[Au/CD] 复合物ぶつ分ぶん离而实现C60的てき提ひさげ纯，分ふん离后通どおり过向[Au/CD/ADA]的てき复合物ぶつ中ちゅう添加てんか乙おつ醇あつし，再さい蒸ふけ馏，实现试剂的てき循环利用りよう。50毫克[Au/CD]可か以提取と5毫克富とみ勒烯C60。[32]后きさき两种方法ほうほう都と只ただ停留ていりゅう在ざい实验室しつ阶段，并不实用。

种类

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自じ从1985发现富とみ勒烯之の后きさき，不断ふだん有ゆう新しん结构的てき富とみ勒烯被ひ预言或ある发现，并超越こし了りょう单个团簇本身ほんみ。 [33]

  • 巴ともえ克かつ球だま团簇：最小さいしょう的てき是ぜC
    20     （二に十じゅう烷的てき不ふ饱和衍生物せいぶつ）和かず最さい常つね见的C
    60    ；
  • 碳纳米まい管かん：非常ひじょう小しょう的てき中空なかぞら管かん，有ゆう单壁和わ多た壁かべ之の分ぶん；在ざい电子工こう业有潜在せんざい的てき应用；
  • 巨きょ碳管（megatubes）：比ひ纳米管かん大だい，管かん壁かべ可か制せい备成不同ふどう厚あつ度たび，在ざい运送大小だいしょう不同ふどう的てき分子ぶんし方面ほうめん有ゆう潜在せんざい价值；[34]
  • 聚合物ぶつ：在ざい高温こうおん高だか压下形成けいせい的てき「链状、二维或三维聚合物」。
  • 纳米“洋よう葱ねぎ”：多た壁かべ碳层包つつみ裹在巴ともえ克かつ球だま外部がいぶ形成けいせい球状きゅうじょう颗粒，可能かのう用よう于润滑剂；[35]
  • 球たま棒ぼう相しょう连二に聚体：两个巴ともえ克かつ球だま被ひ碳链相しょう连；[36]
  • 富とみ勒烯环。[37]
C20
（正せい十じゅう二に面體めんてい） 		C26 C60
（截角二に十じゅう面體めんてい） 		C70
  • 巴ともえ克かつ球だま
DFT计算得え到いたC60的てき电子基もと态在整せい个球上じょう是ぜ等とう值的

2007年ねん科学かがく家か们预测了一いち种的新しん的てき硼巴ともえ克かつ球だま，它用硼取代だい了りょう碳形成けいせい巴ともえ克かつ球だま，B80的てき结构是ぜ每ごと个原子はらこ都と形成けいせい五ご或ある六ろく个键，它比C60稳定。[38]另外一种常见的富勒烯是C70[39]，72、76、84甚至100个碳组成的てき巴ともえ克かつ球だま也是很容易ようい得え到いた的てき。

  • 碳纳米まい管かん
主しゅ条目じょうもく：碳纳米まい管かん

纳米管かん是ぜ中空なかぞら富とみ勒烯管かん。这些碳管通常つうじょう只ただ有ゆう几个纳米宽，但ただし是ぜ他た们的长度可か以达到1微ほろ米べい甚至1毫米。碳纳米まい管かん通常つうじょう是ぜ终端封ふう闭的，也有やゆう终端开口的てき，还有一些是终端没有完全封口的。碳纳米まい管かん的てき独特どくとく的てき分子ぶんし结构导致它有奇特きとく的てき宏ひろし观性质，如高抗こう拉ひしげ强度きょうど、高こう导电性せい、高こう延のべ展性てんせい、高こう导热性せい和わ化学かがく惰性だせい（因いん为它是ぜ圆筒状じょう或ある“平面へいめん状じょう”，没ぼつ有ゆう裸はだか露ろ原子げんし被ひ轻易取と代だい）。一个潜在应用是做纸电池ち，这是2007年ねん伦斯勒理工学こうがく院いん的てき一いち个新发现。[40] 另外一个可能应用是用做太ふと空むなし电梯的まと高だか强度きょうど碳缆。通つう过共价键将はた富とみ勒烯吸附在ざい碳纳米まい管外かんがい形成けいせい的てき纳米“芽め”结构称しょう作さく纳米芽め。

  • 富とみ勒体
C60的てき晶あきら体形たいけい态
富とみ勒体 （扫描电子显微镜图）
主しゅ条目じょうもく：聚合钻石纳米棒ぼう

富とみ勒体（Fullerites）是ぜ富とみ勒烯及其衍生物的ぶってき固かた态形态的称呼しょうこ，中ちゅう文ぶん一般不特别称呼这个形态。超ちょう硬かた富とみ勒体这个词一般被用来表述使用高こう压高温こうおん得え到いた的てき富とみ勒体，这种条件下じょうけんか普通ふつう的てき富とみ勒烯固体こたい会かい形成けいせい钻石形式けいしき的てき纳米晶あきら体からだ，它有相当そうとう高だか的てき机つくえ械强度きょうど和わ硬度こうど。[41]

  • 内うち嵌はま富とみ勒烯

内うち嵌はま富とみ勒烯是ぜ将しょう一些原子嵌入富勒烯碳笼而形成的一类新型内嵌富勒烯，如氢、碳、钪、氮等，大だい部分ぶぶん是ぜ在ざい电弧法制ほうせい造づくり富とみ勒烯的てき过程中ちゅう形成けいせい的てき，也可以通过化学がく方法ほうほう将はた富とみ勒烯打だ开孔后きさき装そう入にゅう一いち些原子こ或ある分子ぶんし。

主しゅ条目じょうもく：金属きんぞく富とみ勒烯

结构

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在ざい數學すうがく上じょう，富とみ勒烯的てき結構けっこう都みやこ是ただし以五邊形和六邊形面組成的凸多面體ためんたい。最小さいしょう的てき富とみ勒烯是ぜC20，有ゆう正せい十じゅう二に面體めんてい的てき構造こうぞう。沒ぼつ有ゆう22個こ頂點ちょうてん的てき富とみ勒烯，之これ後ご都と存在そんざいC2n的てき富とみ勒烯，n=12、13、14……所有しょゆう富とみ勒烯结构的てき五边形个数为12个，六边形个数为n-10。

C60

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C60和わC70的てき循环伏ふく安やす曲きょく线测试机器き：Chi660d，工作こうさく电极：玻碳，对电极：铂丝；参さん比ひ电极：银丝；支持しじ电解质：六氟磷酸四丁基铵；扫描速度そくど：50mV/s；室温しつおん
C60的てき旋转视图

因いん为C60是ぜ富とみ勒烯家庭かてい中ちゅう相しょう对最容易ようい得え到いた、最さい容易ようい提ひさげ纯和最さい廉かど价的各かく类，因いん此C60及其衍生物せいぶつ是ぜ被ひ研究けんきゅう和わ应用最多さいた的てき富とみ勒烯。

通つう过质谱分析ぶんせき、X射い线分析ぶんせき后きさき证明，C60的てき分子ぶんし结构为球形がた32面体めんてい，它是由よし60个碳原子げんし通どおり过20个六ろく元げん环和12个五元环连接而成的具有30个碳－碳键的てき足あし球だま状じょう空むなし心こころ对称分子ぶんし，所以ゆえん，富とみ勒烯也被称しょう为足球だま烯。C60是ぜ高度こうど的てきIh对称，高度こうど的てき离域大だいπぱい共きょう轭，但ただし不ふ是ぜ超ちょう芳香ほうこう体系たいけい，他た的てき核かく磁共振きょうしん碳谱只ただ有ゆう一いち条じょう谱线，但ただし是ぜ它的双そう键是有ゆう两种，它有30个六元环与六元环交界的键，叫さけべ[6,6]键，60个五元环与六元环交界的键，叫さけべ[5,6]键。[6,6]键相对[5,6]键较短たん，C60的てきX射い线单晶あきら衍射数かず据すえ表明ひょうめい，[6,6]键长是ぜ135.5皮かわ米まい，[5,6]长键是ぜ146.7皮かわ米まい，因いん此[6,6]有ゆう更さら多おお双そう键的まと性せい质，也更容易ようい被ひ加か成なり，加か成なり产物也更稳定，而且六元环经常被看作是苯环，五元环被看作是环戊二に烯或ある五ご元げん轴烯。C60有ゆう1812種しゅ个异构体。

C60及其相しょう关C70两者都と满足这种所しょ谓的孤立こりつ五ご角かく规则（IPR）。而C84的てき异构体たい中有ちゅうう24个满足あし孤立こりつ五ご角かく规则的てき，而其他た的てき51568个异构体则不满足孤立こりつ五ご角かく规则，这51568 为非五ご角かく孤立こりつ异构体たい，而不满足孤立こりつ五角规则的富勒烯迄今为止只有几种富勒烯被分离得到，比ひ如分子中こなか两个五边形融合在顶尖的一个蛋形笼状内嵌金属富勒烯Tb3NaC84。或ある具有ぐゆう球だま外がい化か学修がくしゅう饰而稳定的てき富とみ勒烯如C50Cl10，以及C60H8。

理り论计算さん表明ひょうめいC60的てき最低さいてい未み占うらない据すえ轨道（LUMO）轨道是ぜ一个三重简并轨道，因いん此它可か以得到いた至いたり少しょう六ろく个电子こ，常つね规的循环伏ふく安和あわ差さ示しめせ脉冲伏ふく安やす法ほう检测只ただ能のう得え到いた4个还原げん电势，而在真空しんくう条件下じょうけんか使用しよう乙おつ腈和甲かぶと苯的1:5的てき混合こんごう溶剂可か以得到いた六个还原电势的谱图[42]。

C70

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理り论计算さん表明ひょうめいC70的てきLUMO轨道是ぜ一个二重简并轨道，不ふ过它的てきLUMO+1轨道与あずかLUMO轨道的てき能のう级差很小，因いん此它可か以得到いた至いたり少しょう六ろく个电子こ，常つね规的循环伏ふく安和あわ差さ示しめせ脉冲伏ふく安やす法ほう检测只ただ能のう得え到いた4个还原げん电势，而在真空しんくう条件下じょうけんか使用しよう乙おつ腈和甲かぶと苯的1：5的てき混合こんごう溶剂可か以得到いた六个还原电势的谱图[42]。

低てい对称性せい富とみ勒烯

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低てい对称性せい富とみ勒烯的てき键长是ぜ不ふ一いち样的，虽然也是离域πぱい键，从核磁共振きょうしん碳谱可か以清楚せいそ看み出来でき有ゆう很多条じょう碳信号ごう。

手性てしょう

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一いち些富勒烯是ぜD2对称性せい的てき，因いん此他们是有ゆう固有こゆう手性てしょう的てき，如 C76、C78、C80和わC84等ひとし，科学かがく家か一直致力于发展特别的传感器来识别和分离他们的对映异构体たい。

性せい质

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溶解ようかい性せい

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C60溶液ようえき
溶剂 C60 C70
1-氯萘 51 mg/mL *
1-甲きのえ基はじめ萘 33 mg/mL *
1,2-二に氯苯 24 mg/mL 36.2 mg/mL
1,2,4-三さん氯苯 18 mg/mL *
四よん氢萘 16 mg/mL *
二に硫化りゅうか碳 8 mg/mL 36.2 mg/mL
1,2,3-三さん溴丙烷 8 mg/mL *
氯苯 7 mg/mL *
二に甲かぶと苯 5 mg/mL 3.985 mg/mL（间二に甲かぶと苯）
溴仿 5 mg/mL *
异丙苯 4 mg/mL *
甲きのえ苯 3 mg/mL 1.406 mg/mL
苯 1.5 mg/mL 1.3 mg/mL
四よん氯化碳 0.4 mg/mL 0.121 mg/mL
氯仿 0.25 mg/mL *
正せい己おのれ烷 0.046 mg/mL 0.013 mg/mL
环己烷 0.035 mg/mL 0.080 mg/mL
四よん氢呋喃 0.006 mg/mL *
乙おつ腈 0.004 mg/mL *
甲きのえ醇あつし 0.000 04 mg/mL *
水みず 1.3×10−11 mg/mL *
戊つちのえ烷 0.004 mg/mL 0.002 mg/mL
庚かのえ烷 * 0.047 mg/mL
辛からし烷 0.025 mg/mL 0.042 mg/mL
异辛烷 0.026 mg/mL *
癸みずのと烷 0.070 mg/mL 0.053 mg/mL
十じゅう二に烷 0.091 mg/mL 0.098 mg/mL
十じゅう四よん烷 0.126 mg/mL *
丙へい酮 0.001 mg/mL 0.0019 mg/mL
异丙醇あつし 0.002 mg/mL 0.0021 mg/mL
二に氧六ろく环 0.0041 mg/mL *
1,3,5-三甲さんこう苯 0.997 mg/mL 1.472 mg/mL
二に氯甲烷 0.254 mg/mL 0.080 mg/mL
* : 没ぼつ有ゆう测试溶解ようかい度ど

富とみ勒烯在ざい大だい部分ぶぶん溶剂中ちゅう溶解ようかい得とく很差，通常つうじょう用よう芳香ほうこう性せい溶剂，如甲きのえ苯、氯苯，或ある非ひ芳香ほうこう性せい溶剂二に硫化りゅうか碳溶解ようかい。纯富勒烯的てき溶液ようえき通常つうじょう是ぜ紫色むらさきいろ，浓度大だい则是紫むらさき红色，C70的てき溶液ようえき比ひC60的てき稍やや微ほろ红一些，因いん为其在ざい500nm处有吸收きゅうしゅう；其他的てき富とみ勒烯，如C76、C80等とう则有不同ふどう的てき紫色むらさきいろ。富とみ勒烯是迄これまで今こん发现的てき唯ただ一在室温下溶于常规溶剂的碳的同素异性体。

有ゆう些富勒烯是ぜ不可ふか溶的，因いん为他们的基もと态与あずか激げき发态的てき带宽很窄，如C28[43]，C36和わC50。C72也是几乎不溶ふよう的てき，但ただし是ぜC72的まと内ない嵌はま富とみ勒烯，如La2@C72是ぜ可か溶的，这是因いん为金属きんぞく元素げんそ与あずか富とみ勒烯的てき相互そうご作用さよう。早期そうき的てき科学かがく科学かがく家か对于没ぼつ有ゆう发现C72很是疑惑ぎわく，但ただし是ぜ却有C72的まと内ない嵌はま富とみ勒烯。窄带宽的富とみ勒烯活性かっせい很高，经常与あずか其他富とみ勒烯结合。化学かがく修おさむ饰后的てき富とみ勒烯衍生物的ぶってき溶解ようかい性せい增强ぞうきょう很多，如PC61BM室温しつおん下か在ざい氯苯中ちゅう的てき溶解ようかい度ど是ぜ50mg/mL。[44] C60和わC70在ざい一些溶剂的溶解度列于左表，这里的てき溶解ようかい度ど通常つうじょう是ぜ饱和浓度的てき估算值。[45][46][47][48][49][50][51][52]

水みず合あい富とみ勒烯（HyFn）

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C60HyFn水溶液すいようえき，C60的てき浓度是ぜ0.22 mg/mL

水みず合あい富とみ勒烯C60HyFn是ぜ一いち个稳定じょう的てき，高こう亲水性的せいてき超ちょう分子ぶんし化合かごう物ぶつ。截止2010年ねん以水合あい富とみ勒烯形式けいしき存在そんざい的てき，最大さいだい的てきC60浓度是ぜ4mg/mL。[53][54][55][56]

导电性せい

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超ちょう导

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在ざい可か以大量たいりょう生せい产C60后きさき其很多た性せい质被发现，很快Haddon等とう人じん[57] [58]发现碱金属きんぞく掺杂的てきC60有ゆう金属きんぞく行ぎょう为，1991年ねん发现钾掺杂的C60在ざい18K时有超ちょう导行为[59] 这是迄まで今こん最高さいこう的てき分子ぶんし超ちょう导温度おんど，之これ后きさき大量たいりょう的てき金属きんぞく掺杂富とみ勒烯的てき超ちょう导性质被发现[60][61]。研究けんきゅう表明ひょうめい超ちょう导转化か温度おんど随ずい着ぎ碱金属きんぞく掺杂富とみ勒烯的てき晶あきら胞体积而升ます高だか。[62][63] 铯可か以形成けいせい最大さいだい的てき碱金属きんぞく离子，因いん此铯掺杂的てき富とみ勒烯材料ざいりょう被ひ广泛研究けんきゅう，近来きんらい报道Cs3C60As在ざい38K时超导性质，[64] 不ふ过是在高ありだか压下。常つね压下33K时具有ぐゆう最高さいこう超ちょう导转化か温度おんど的てき是ぜ Cs2RbC60。[65] C60固体こたい超ちょう导性的てきBCS理り论认为，超ちょう导转变温度おんど随ずい着ぎ晶あきら胞体积的てき增加ぞうか而升高だか，因いん为C60分子ぶんし间的间隔与あずか费米能のう级N（εいぷしろんF）的てき态密度みつど的てき升ます高だか相しょう关，因いん此科学かがく家か们做了りょう大量たいりょう的てき工作こうさく试图增加ぞうか富とみ勒烯分子ぶんし间的距离，尤ゆう其是将はた中性ちゅうせい分子ぶんし插入そうにゅうA3C60晶あきら格かく中ちゅう来らい增加ぞうか间距同どう时保持ほじC60的てき价态不ふ变。不ふ过，这种氨化技わざ术意外地がいち得え到いた了りょう新奇しんき的てき富とみ勒烯插入そうにゅう复合物的ぶってき特とく别的性せい质：Mott-Hubbard转变以及C60分子ぶんし的てき取と向こう/轨道有ゆう序じょ和わ磁结构的关系。[66] C60固体こたい是ぜ由よし弱じゃく相互そうご作用さよう力りょく组成的てき，因いん此是分子ぶんし固体こたい，并且保留ほりゅう了りょう分子ぶんし的てき性せい质。一いち个自由じゆう的てきC60分子ぶんし的てき分立ぶんりつ能のう级在固体こたい中ちゅう只ただ是ぜ很弱的てき弥わたる散ち，导致固体こたい中ちゅう非ひ重じゅう叠的带间隙すき很窄，只ただ有ゆう0.5eV[58]。未み掺杂的てき C60固体こたい，5倍ばい hu带是其HOMO能のう级，3倍ばい的てきt1u带是其空的てきLUMO能のう级，这个系けい统是带禁阻的。但ただし是ぜ当とうC60固体こたい被ひ金属きんぞく原子げんし掺杂时，金属きんぞく原子げんし会かい给t1u带电子こ或ある是ぜ3倍ばい的てきt1g带的部分ぶぶん电子占うらない据すえ有ゆう时会呈てい现金属性ぞくせい质[67]。虽然它的t1u带是部分ぶぶん占うらない据すえ的てき，按照BCS理り论A4C60 的てきt1u带是部分ぶぶん占うらない据すえ的てき应该有金ありかね属性ぞくせい质，但ただし是ぜ它是一いち个绝缘体[68]，这个矛盾むじゅん可能かのう用ようJahn-Teller效こう应来らい解かい释，高こう对称分子ぶんし的てき自じ发变形がた导致了りょう它的兼けん并轨道どう的てき分裂ぶんれつ从而得え到いた了りょう电子能のう量りょう。这种Jahn-Teller型がた的てき电子-声こえ子こ作用さよう在ざいC60固体こたい中ちゅう非常ひじょう强きょう以致于可以破坏了特定とくてい价态的てき价带图案。[66]窄带隙すき或ある强つよ电子相互そうご作用さよう以及简并的てき基もと态对于理解りかい并解释富勒烯固体こたい的てき超ちょう导性非常ひじょう重要じゅうよう。电子相互そうご斥力せきりょく比ひ带宽大だい时，简单的てきMott-Hubbard模型もけい会かい产生绝缘的てき局きょく域いき电子基もと态，这就解かい释了常つね压时铯掺杂的C60固体こたい是ぜ没ぼつ有ゆう超ちょう导性的てき[64]。电子相互そうご作用さよう驱动的てきt1u电子的てき局きょく域いき超ちょう过了临界点てん会かい生成せいせいMott绝缘体たい，而使用しよう高だか压能减小富とみ勒烯相互そうご间的间距，此时铯掺杂的C60固体こたい呈てい现出金属きんぞく性せい和わ超ちょう导性。

关于C60固体こたい的てき超ちょう导性还没有ゆう完かん备的理り论，但ただし是ぜBCS理り论是一个被广泛接受的理论，因いん为强电子相互そうご作用さよう和わJahn-Teller电子-声こえ子こ偶合能のう产生电子对，[69]从而得え到いた较高的てき绝缘体たい-金属きんぞく转变温度おんど。[70]

热力学がく性せい质

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差さ示しめせ扫描量りょう热法（DSC）表明ひょうめいC60在ざい256K时发生せい相しょう变，熵为27.3J.K−1.mol−1，归因于其玻璃はり形がた态-晶あきら体からだ转变，这是典型てんけい的てき导向无序的てき转变。相似そうじ地ち，C70在ざい275K、321K和わ338K也发生せい无序转变，总熵为22.7 J.K−1.mol−1。富とみ勒烯的てき宽的无序转变与从起始はじめ较低的てき温度おんど的てき类跳跃式旋转向こう各かく向こう同性どうせい的てき旋转渐变有ゆう关。[71]

化学かがく性せい质

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C60的てき网络结构
C60中ちゅう一个五元环周围有五个六元环

富とみ勒烯是ぜ稳定的てき，但ただし并不是ぜ完全かんぜん没ぼつ有ゆう反はん应性的てき。石墨せきぼく中ちゅうsp2杂化轨道是ぜ平面へいめん的てき，而在富とみ勒烯中ちゅう为了成なり管かん或ある球たま其是弯曲的てき，这就形成けいせい了りょう较大的てき键角张力。当とう它的某ぼう些双键通过反应饱和わ后きさき，键角张力就释放了りょう，如富勒烯的てき[6,6]键是亲电的てき，将はたsp2杂化轨道变为sp3杂化轨道来らい减小键张力りょく，原子げんし轨道上じょう的てき变化使し得とく该键从sp2的てき近似きんじ120°成なり为sp3的てき约109.5°，从而降くだ低てい了りょうC60球たま的てき吉きち布ぬの斯自由じゆう能のう而稳定じょう。富とみ勒烯即そく可か以形成けいせい单加成なり产物，也可以形成けいせい多た加か成なり产物。 富とみ勒烯化学かがく是ぜ研究けんきゅう富とみ勒烯的てき化学かがく性せい质的科学かがく。[72][73][74] 功こう能のう化か富とみ勒烯从而调节其性质的需求促使人じん们在这个领域展てん开了大量たいりょう的てき研究けんきゅう。例れい如，富とみ勒烯的てき溶解ようかい度ど很差，而添加てんか合あい适的官能かんのう团可以提高だか其溶解ようかい度ど。[72] 通つう过添加てんか一个可以发生聚合的官能团，就可以获得とく富とみ勒烯聚合物ぶつ。富とみ勒烯的てき功こう能のう化か以分为两类：在ざい富とみ勒烯的てき笼外进行化か学修がくしゅう饰；将はた分子ぶんし束たば缚到富とみ勒烯球だま内ない，也就是ぜ开孔反はん应。

因いん为这个分子ぶんし的てき球形きゅうけい结构使し碳原子こ高度こうど棱锥体たい化か，这对其反应活性せい有ゆう深ふか远的影かげ响。据すえ估计，其应变能相当そうとう于80%反はん应热能のう。共きょう轭碳原子げんし平行へいこう性せい影かげ响杂化か轨道sp²，一いち个获得とくp电子的てきsp2.27 轨道[75]。p轨道的てき互相连结扩大在外ざいがい球面きゅうめん更さら胜于其内球だま（碳原子げんし之の间以sp2杂化轨道连结，另一个p电子两两形成けいせいpi键，还有pi电子形成けいせい近似きんじ球だま的てき复杂pi-pi共きょう轭体系けい），这是富とみ勒烯是ぜ给电体たい的てき一いち个原因げんいん；另一个原因げんいん是ぜ，空そら的てき低能ていのう级pi轨道上じょう。

富とみ勒烯中ちゅう的てき双そう键不完全かんぜん相しょう同どう，大だい致可分ぶん为两种：[6,6]键，连接两个六ろく边形的てき键，[5,6]键连接せっ一个六边形和五边形。两者中ちゅう[6,6]键比环状六ろく边形聚合物ぶつ（cyclohexatriene）分子ぶんし中ちゅう的てき[6,6]键和轴烯与二环并戊二烯分子中的双键更短。换句话说，虽然富とみ勒烯分ぶん子中こなか的てき碳原子はらこ都と是ぜ超ちょう共きょう轭，但ただし富とみ勒烯却不是ぜ一个超大的芳香化合物。C60有ゆう60个pi电子，但ただし封ふう闭壳体系たいけい结构需要じゅよう72个电子こ。富とみ勒烯能のう够通过与钾的反はん应获得とく缺かけ失しつ电子，如首先さき合成ごうせい的てきK6C60 盐和接着せっちゃく合成ごうせい的てき K12C60盐；在ざい这种化合かごう物ぶつ中ちゅう，分子ぶんし中ちゅう键长交替こうたい的てき现象消失しょうしつ了りょう。根ね据すえIUPAC的てき规定，亚甲基もと富とみ勒烯（也称环丙烷富勒烯，methanofullerene）指ゆび闭环（环丙烷）富とみ勒烯衍生物せいぶつ，而fulleroid指ゆび开环富とみ勒烯衍生物ぶつ（亚甲基もと桥轮烯，methanoannulene）[76][77]富とみ勒烯往往おうおう可か以发生せい亲电反はん应，这类反はん应的关键是ぜ功こう能のう化か单加成なり反はん应（monoaddition）或ある多た加か成なり反はん应（multiple addition）。

亲核加か成なり

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在ざい亲核加か成なり中富なかとみ勒烯作さく为一个亲电试剂与あずか亲核试剂反はん应，它形成けいせい碳负离子被ひ格かく利り雅みやび试剂或ある有ゆう机つくえ锂试剂等とう亲核试剂捕获。例れい如，氯化甲きのえ基はじめ镁与あずかC60在ざい定量ていりょう形成けいせい甲きのえ基はじめ位い于的环戊二烯中间的五加成产物后，质子化か形成けいせい(CH3)5HC60[78]。宾格尔反应也是重要じゅうよう的てき富とみ勒烯环加成なり反はん应，形成けいせい亚甲基もと富とみ勒烯。富とみ勒烯在ざい氯苯和わ三さん氯化铝的てき作用さよう下か可か以发生せい富とみ氏し烷基化か反はん应，该氢化か芳よし化か作用さよう的てき产物是ぜ1，2加か成なり的てき(Ar-CC-H)。[79]

周しゅう环反应

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富とみ勒烯的てき[6,6]键可以与双そう烯体或ある亲双烯体反はん应，如D-A反はん应。[2+2]环加成なり可か以形成けいせい四よん元げん环，如苯炔[80][81]。1,3-偶极环加成なり反はん应可以生成せいせい五ご元げん环，被ひ称しょう作さくPrato反はん应。富とみ勒烯与卡宾反はん应形成けいせい亚甲基もと富とみ勒烯。

加か氢（还原）反はん应

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氢化富とみ勒烯产物如C60H18、C60H36。然しか而，完全かんぜん氢化的てきC60H60仅仅是ぜ假かり设产物ぶつ，因いん为分子ぶんし张力过大。高度こうど氢化后きさき的てき富とみ勒烯不ふ稳定，而富勒烯与氢气直接ちょくせつ在ざい高温こうおん条件下じょうけんか反はん应会导致笼结构崩溃，而形成けいせい多た环芳烃。[82]

氧化反はん应

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富とみ勒烯及衍生物せいぶつ在ざい空そら气中会かい被ひ慢慢的てき氧化，这也是ぜ通常つうじょう情じょう况下富とみ勒烯需要じゅよう在ざい避光或ある低温ていおん中ちゅう保存ほぞん的てき原因げんいん。富とみ勒烯与あずか三さん氧化锇和わ臭におい氧等ひとし反はん应；与あずか臭ぐさ氧的反はん应很快かい很剧烈れつ，可か以生成せいせい羟基多た加か成なり的てき富とみ勒醇混合こんごう物ぶつ，因いん为加成なり数すう和かず加か成なり位置いち有ゆう很宽的てき分布ぶんぷ。[83][84][85]

羟基化か反はん应

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富とみ勒烯可か以通过羟基もと化か反はん应得到いた富とみ勒醇，其水きすい溶性ようせい取と决于分ぶん子中こなか羟基数すう的てき多少たしょう。一种方法是富勒烯与稀硫酸和硝酸钾反应可生成C60(OH)15，另一种方法是在稀氢氧化钠溶液的催化下反应由TBAH增加ぞうか24到いた26个羟基もと。羟基化か反はん应也有ゆう过用无溶剂氢氧化钠与过氧化か氢和富とみ勒烯反はん应的报道。用よう过氧化か氢与富とみ勒烯的てき反はん应合成ごうせいC60(OH)8，羟基的てき最大さいだい数量すうりょう,可か以达到36至いたり40个。

亲电加か成なり

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富とみ勒烯也可以发生せい亲电反はん应，比ひ如在富とみ勒烯球だま外がい加か成なり24个溴原子げんし，最多さいた亲电加か成なり纪录保持ほじ者しゃ是ぜC60F48。

配はい位い反はん应

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富とみ勒烯的てき五元环和六元环可以作为金属配合物的配はい体たい，尤ゆう其是五ご元げん环，可か以形成けいせい各かく种茂しげる基もと配合はいごう物ぶつ。[86][6,6]双そう键是缺かけ电子的てき，通常つうじょう与あずか金属きんぞく成なり键为ηいーた= 2（配はい位い化学かがく中ちゅう的てき哈普托たく數すう）。键合模も式しき如ηいーた= 5或あるηいーた=6与あずか球状きゅうじょう富とみ勒烯配はい体たい有ゆう关。阳光直接ちょくせつ照射しょうしゃ富とみ勒烯和わ硫羰基もと钨W(CO)6的てき环己烷溶液えき生成せいせい(ηいーた²-C60)5 W(CO)6。

开孔反はん应

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开孔反はん应是指ゆび通どおり过化学がく手段しゅだん选择性せい地ち切断せつだん富とみ勒烯骨こつ架か上じょう的てき碳碳键来制せい备开孔あな富とみ勒烯的てき反はん应，[87][88][89]开孔后きさき就可能かのう把わ一些小分子装到碳球中，如氢分子ぶんし、氦、锂等。第だい一个开孔富勒烯是在1995由よし伍ご德とく等とう报道的てき。[90]

超ちょう分子ぶんし化学かがく

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将はた富とみ勒烯和わ其它一些功能基团有效的通过非ひ共きょう价作用よう联结在ざい一起形成具有特定结构的超ちょう分子ぶんし体系たいけい，进而通どおり过调控ひかえ各かく个基团之间的电子相互そうご作用さよう实现其功能のう化か的てき研究けんきゅう引起了りょう研究けんきゅう者しゃ们的极大兴趣。[91]

裸はだかC60的てき主客しゅかく体たい化学かがく

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由よし于C60分子ぶんし独特どくとく的てき刚性球状きゅうじょう结构，发展能のう够与其高效こう结合的てき特定とくてい主体しゅたい是ぜ一件很有意义的工作，二に十じゅう多た年来ねんらい科学かがく家か们乐此不疲つかれ地ち用よう新奇しんき的てき化合かごう物ぶつ和かず有ゆう趣おもむき的てき方式ほうしき将はた其包起おこり来らい得え到いた包含ほうがん物ぶつ和やわ嵌はま合ごう物ぶつ，在ざい富とみ勒烯的てき主しゅ客体かくたい化学かがく方面ほうめん进行了りょう大量たいりょう的てき研究けんきゅう并取得しゅとく了りょう长足的てき进展，发展了りょう一いち系列けいれつ主体しゅたい化合かごう物ぶつ，大だい致分为富πぱい电子化合かごう物ぶつ和大かずひろ环主体しゅたい两类；前者ぜんしゃ有ゆう二に茂しげる铁、卟啉、酞菁、四硫富瓦烯、苝、碗わん烯和かず带状多た共きょう轭体系けい等とう的てき衍生物せいぶつ，后きさき者しゃ有ゆう环糊精せい、杯はい芳よし烃、氮杂杯はい芳よし烃，长链烷烃和わ低てい聚物等ひとし的てき衍生物ぶつ。[92]迄まで今いま与あずか富とみ勒烯分子ぶんし超ちょう分子ぶんし结合力ごうりょく最强さいきょう的てき是ぜ相田あいだ卓三たくぞう教授きょうじゅ合成ごうせい的てき卟啉笼分子こ，在ざい邻二に氯苯中ちゅう与あずかC60的てき结合常数じょうすう为Log Ka = 8.11。[93]

C60衍生物せいぶつ超ちょう分子ぶんし的てき自じ组装

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修おさむ饰富勒烯可か以获得どく更さら多た的てき作用さよう位い点てん，因いん此富勒烯衍生物的ぶってき超ちょう分子ぶんし自じ组装的てき研究けんきゅう一いち直ちょく是ぜ个热点てん，远远多た于不修おさむ饰的富とみ勒烯的てき组装，特とく别是在ざい基もと于富勒烯的てき功こう能のう材料ざいりょう、光ひかり致电子こ转移、人工じんこう光こう合作がっさく用よう体系たいけい、光子こうし器き件けん等とう诸多的てき研究けんきゅう领域。[94][95][96]

C60及其衍生物的ぶってき有ゆう序じょ聚集态的制せい备方法ほう

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富とみ勒烯功こう能のう化か后きさき产生的てき自じ组装前ぜん体からだ，通つう过超分子ぶんし作用さよう形成けいせい有ゆう序じょ聚集态结构，既すんで是ぜ提ひさげ高だか对富勒烯本ほん征せい认识以及单分子ぶんし器き件けん构筑水平すいへい，也是对富勒烯高だか新しん技わざ术功能のう化か材料ざいりょう的てき需要じゅよう。十じゅう多年たねん来らい，很多研究けんきゅう组已经在获得稳定的てきC60纳米材料ざいりょう如纳米まい颗粒、纳米管かん、纳米线、纳米带和高度こうど有ゆう序じょ二维结构等方面进行了大量的研究，发展了りょう经典自じ组装法ほう、模かたぎ板いた法ほう、气相沉积法ほう，化学かがく吸附和わLB膜まく技わざ术等方法ほうほう来らい构筑具有ぐゆう特定とくてい形貌なりかたち的てき有ゆう机つくえ纳米材料ざいりょう。[97][98]

安全あんぜん性せい和わ毒性どくせい

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摩ま萨（Moussa）等とう人じん做了在ざい生物せいぶつ体たい腹腔ふくこう内ない注射ちゅうしゃ大だい剂量C60后きさき的てき毒どく理り研究けんきゅう后きさき发现，没ぼつ有ゆう证据表明ひょうめい白鼠しろねずみ在ざい注射ちゅうしゃ5000mg/kg（体重たいじゅう）的てきC60剂量后きさき有ゆう中毒ちゅうどく现象。[99][100] 摩利まり（Mori）等とう人じん也没有ゆう发现给啮齿动物ぶつ口くち服ふく C60和わC70混合こんごう物ぶつ2000mg/kg的てき剂量后きさき有ゆう中毒ちゅうどく、遗传毒性どくせい或ある诱变性せい现象，[101] 其他人たにん的てき研究けんきゅう同どう样证明あきらC60和わC70是ぜ无毒的てき，而伽比ひ（Gharbi）等とう人じん发现注射ちゅうしゃC60悬浮液えき不ふ会かい导致对啮齿类动物的てき急性きゅうせい或ある亚急生せい毒性どくせい，相反あいはん一定いってい剂量的てきC60会かい保ほ护他们的肝きも免めん受自由じゆう基もと伤害。[102]2012年ねん的てき最新さいしん研究けんきゅう表明ひょうめい，口くち服ふく富とみ勒烯能のう将はた小しょう鼠ねずみ的てき寿命じゅみょう延のべ长一倍而没有任何副作用。[103]摩ま萨（Moussa）教授きょうじゅ研究けんきゅうC60的まと性せい质长达18年ねん，著ちょ有ゆう 《持もち续喂服ふく小しょう鼠ねずみC60使つかい其寿命いのち延のべ长》一文いちぶん，2012年ねん10月がつ他た在ざい一次视频采访中宣称，纯C60没ぼつ有毒ゆうどく性せい。[104]

科か拉ひしげ森もり加か（Kolosnjaj）于2007年ねん写うつし了りょう篇へん复杂且详尽つき的てき关于富とみ勒烯的てき毒性どくせい的てき综述，[105][106]回かい顾了上世じょうせい纪90年代ねんだい早期そうき至いたり今いま的てき所有しょゆう富とみ勒烯的てき毒性どくせい研究けんきゅう的てき工作こうさく，认为自じ富とみ勒烯发现以来いらい都と没ぼつ有明ありあけ显的证据表明ひょうめいC60是ぜ有毒ゆうどく性せい的てき，而波兰（Poland）等とう人じん将はた碳纳米まい管かん注射ちゅうしゃ到いた小しょう鼠ねずみ的てき腹腔ふくこう中ちゅう发现了りょう石いし棉わた状じょう的てき病やまい灶。[107]值得注意ちゅうい的てき是ぜ这项研究けんきゅう不ふ是ぜ吸入きゅうにゅう性せい研究けんきゅう；虽然在ざい这之前ぜん有ゆう对纳米まい管かん的てき吸入きゅうにゅう性せい研究けんきゅう的てき毒どく理り实验，因いん此，凭もたれ此项研究けんきゅう还不能ふのう确认碳纳米まい管かん有ゆう类似石せき棉わた的てき毒どく理り特性とくせい。萨耶等とう人じん发现小しょう鼠ねずみ吸入きゅうにゅうC60（OH）24或ある纳米C60并没有毒ゆうどく副作用ふくさよう，而同样情况下将はた石英せきえい颗粒注入ちゅうにゅう小しょう鼠ねずみ则引起おこり强烈きょうれつ的てき炎症えんしょう。[108]如上じょじょう所しょ述じゅつ，纳米管かん在ざい分子ぶんし量りょう、形状けいじょう、尺寸しゃくすん等化とうか学がく和物あえもの理性りせい质（溶解ようかい度ど）方面ほうめん都と与あずかC60迥然不同ふどう，因いん此从毒どく理学りがく的てき角度かくど来らい看み，C60和かず碳纳米まい管かん的てき不同ふどう毒どく理学りがく性せい质的差さ异性没ぼつ有ゆう关联性せい。在ざい分析ぶんせき毒性どくせい数すう据すえ时，必须区く别富勒烯的てき不同ふどう分子ぶんし：（C60、C70 ……）；富とみ勒烯衍生物ぶつ：C60或ある其他化か学修がくしゅう饰的富とみ勒烯衍生物せいぶつ；富とみ勒烯复合物ぶつ（比ひ如，表面ひょうめん活性かっせい剂辅助的てき水溶すいよう性せい富とみ勒烯，如C60-聚乙烯基吡咯烷酮；主しゅ客体かくたい复合物ぶつ，如与环糊精せい或ある卟啉），这种情じょう况下富とみ勒烯是ぜ与あずか其他分子ぶんし是ぜ通どおり过超ちょう分子ぶんし作用さよう与あずか其他分子ぶんし连接的てき；C60纳米颗粒。

应用

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护肤品ひん

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由よし于富勒烯能のう够亲和わ自由じゆう基もと，因いん此个别商家か将はた水溶すいよう性せい富とみ勒烯分散ぶんさん于化妆品，[109]但ただし是ぜ效果こうか一般且价格昂贵。[可か疑うたぐ]

多元たげん体たい研究けんきゅう

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富とみ勒烯衍生物せいぶつ与あずか卟啉、二に茂しげる铁等とう富とみ电子基もと团共价或非ひ共きょう价形成けいせい多元たげん体たい，用よう于研究けんきゅう分子ぶんし内ない能のう量りょう、电荷转移、光ひかり致能量りょう和わ电荷转移。[110][111]

有ゆう机つくえ太ふとし阳能电池

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主しゅ条目じょうもく：有ゆう机つくえ太ふとし阳能电池

自じ1995年ねん俞刚博士はかせ将はた富とみ勒烯的てき衍生物せいぶつPCBM（[6,6]-phenyl-c61-butyric acid methyl ester，简称PC61BM或あるPCBM）用よう于本体ほんたい异质结有ゆう机つくえ太ふとし阳能电池以来いらい，有ゆう机つくえ太ふとし阳能电池得え到いた了りょう长足的てき发展，其中有ちゅうう三家公司已经将掺杂PCBM的てき有ゆう机つくえ太ふとし阳能电池商用しょうよう，迄まで今こん大部たいぶ分有ぶんゆう机つくえ太ふとし阳能电池以富勒烯做为电子受体材料ざいりょう。[112][113][114][115]

流行りゅうこう文化ぶんか

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在ざい流行りゅうこう文化ぶんか中ちゅう的てき富とみ勒烯元素げんそ很多，并且在ざい科学かがく家か关注它们之の前ぜん就出现了。在ざい《新しん科学かがく家か》杂志中ちゅう，曾经每ごと周しゅう有ゆう琼斯（David E. H. Jones）写うつし的てき叫さけべ做《地ち达拉斯》（Daedalus）的てき专栏来らい描述各かく种有趣おもむき但ただし很难实现的てき科学かがく和わ技わざ术。1966年ねん，他た建けん议可能かのう通どおり过掺杂杂原子げんし来らい扭曲一个平面的六边形组成的网来得到一个中空的碳球分子。[116]

2010年ねん9月がつ4日にち，谷たに歌か的てき首くび页上用よう一いち个旋转的C60富とみ勒烯取代だい了りょうGOOGLE图案中ちゅう的てき第だい二に个"O"来らい庆祝富とみ勒烯发现25周年しゅうねん。[117][118]

参看さんかん

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