富勒烯
富勒烯，英文名为Fullerene，又称足球烯、碳笼。富勒烯被定义为由12个五元环与若干个六元环组合成的全碳中空笼状结构，有球形、椭球形等形状。富勒烯的碳原子数总是偶数，根据碳原子的总数可以分为C₂₀、C₆₀、C₇₀、C₇₆、C₈₀等。其中，最小的富勒烯是C₂₀。C₆₀高度对称的笼状结构使其具有较高的稳定性，所以，在富勒烯家族中，研究最为广泛的就是C₆₀。
早在1965年，就有科学家提出均由碳原子组成的巨型笼状分子结构是可能存在的。1985年，美国科学家罗伯特·柯尔、理查德·斯莫利及英国科学家柯洛多在实验室中用大功率激光汽化石墨，意外发现了一系列稳定的新型碳原子簇，这些新型碳原子簇就是富勒烯，其中含有60个碳原子的原子簇被命名为C₆₀。自此，碳的第三种同素异形体富勒烯诞生。
富勒烯具有溶解性、光学性、光电导性和磁性等优良性质，另外，富勒烯也可以发生加成、聚合、氧化还原等化学反应。
又因为富勒烯特殊的结构以及丰富的不饱和键，使得它易被功能化产生各种衍生物，可以有效降低困扰许多碳材料组分非均质性问题。随着富勒烯的不断发展，通过在富勒烯外部或内部修饰，可以合成一系列富勒烯衍生物。
富勒烯因其独特的零维结构，是近年来最重要的含碳纳米材料之一。故富勒烯及其衍生物在电、光、磁、材料学等方面都得到了广泛的应用。除此之外，富勒烯及其衍生物在催化剂、超导材料、气体存储等各个领域也都具有十分广泛的应用前景。
发现历史
早在1965年，就有科学家提出均由碳组成的巨型笼状分子结构是可能存在的。1970年，日本科学家大泽映二基于量子化学理论，认为自然界中还应该有第三种碳的同素异形体存在，且其结构与足球相似。1983年，美国物理学家和德国物理学家合作，让石墨电极在氦气气氛中放电产生原子簇，测量不同形式碳烟的紫外光谱和拉曼光谱，发现碳灰样品在紫外区出现了强烈的吸收带，产生了形似驼峰的独特双峰。但那时他们还并不知道这是什么。1984年，美国科学家罗尔文等在用质谱仪研究超声氦气流中被激光气化的石墨凝聚物时，发现了一族全新的碳簇C₃₀-C₁₀₀，其中，团簇中的碳原子数目均为偶数。同年，罗尔文等为了解释星际尘埃的组成，采用大功率短脉冲激光发生器蒸发石墨，在飞行时间质谱仪上观测到碳原子数为60和70的特征峰。
1985年，美国科学家罗伯特·柯尔、理查德·斯莫利及英国科学家柯洛多在实验室中用大功率激光汽化石墨，意外发现了一系列稳定的新型碳原子簇，其中就含有60个碳原子的原子簇，并命名为C₆₀，还创新的推测了C₆₀的分子结构，称其是高度对称的封闭笼状结构，且具有12个五元环，20个六元环，以及60个顶点，对称性为Ih。富勒烯的发现者们受美国著名建筑学家理查德·巴基明斯特·富勒设计的蒙特利尔世界博览会球形圆顶薄壳建筑的启发，认为C₆₀可能具有类似球体的结构，所以C₆₀又被命名为巴基明斯特·富勒烯，简称富勒烯，也叫做碳笼、足球烯、巴基球。富勒烯的发现宣布了碳的第三种同素异形体诞生，也为罗伯特·柯尔、理查德·斯莫利和柯洛多三位化学家赢得了1996年的诺贝尔化学奖。之后柯洛多等人又相继发现C₇₀、C₇₆、C₈₀和C₉₀等富勒烯族。其中，1990年德国科学家弗里德利希·凯库勒和霍夫曼以惰性气体氦气为保护气，利用石墨电极接触电弧蒸发的方式首次成功制备出C₆₀和C₇₀，纯度分别为99.9%和99%，此重要意义不亚于富勒烯的发现。1991年，霍金斯等人利用X射线单晶体衍射法验证了富勒烯的结构和柯尔等人推测的完全一致，之后，富勒烯家族在众多科学家的努力下逐渐壮大，从此，人们把偶数个碳组成的封闭多笼形多面体C2n（2n为下标）称为富勒烯。
化学结构
富勒烯是一种完全由碳原子组成的中空分子，有球形、椭球形等形状。富勒烯分子中每个碳原子都和邻近３个碳原子成键，它定义为由12个五元环与若干个六元环组合成的闭合笼状分子。
常见的富勒烯有C₆₀、C₇₀、C₇₆、C₈₀等，其中，结构最稳定的富勒烯是C₆₀，又因为对C₆₀的研究成果最为丰富，所以它也是富勒烯族的典型代表。有关C₆₀的结构研究表明，C₆₀是由12个互不相连的五边形和20个六边形镶嵌而成的球形32面体组成，如图3。其中，有一部分键（6:5键）键长较大，更多的表现出单键的性质；有一部分键（6:6键）键长较小，更多的表现出双键的性质，容易被加成。并且组成五边形的键都是较长的键，五边形相邻的两个六边形共边的C=C键均为较短的键，经测定长键的键长为1.454 Å，较短键的键长为1.38 Å，而这些较长键都具有强三阶非线性电子亲和性与还原性。C₆₀的60个碳原子均位于32面体的顶点上，因此60个碳原子均是等价的，故其分子点群为Ih，具有五重对称性。
C₆₀分子作为一个不饱和大分子，碳笼上每个碳进行不等性的sp² 杂化，与相邻碳原子形成三个σ键，其σ键杂化方式为sp²·²⁸杂化（s成分为30%，p成分为70%），刚好介于石墨中的sp² 杂化和金刚石中的sp³杂化之间，达到稳定结构。球形C₆₀的晶体形式为立方晶系的分子晶体，其中两个σ键间的夹角为106°，σ键和π键的夹角为101.64°。用X射线和电子衍射方法测得C₆₀分子直径为0.71 nm，其原子间距为1.04 nm。若以碳原子的范德华半径为0.17 nm来计算，圆球中心的空腔则为0.36 nm。C₆₀的固体¹³C核磁共振谱（NMR）只有一条谱线，60个碳是完全等价的。C₆₀分子在固体中处于一种热力学无序态，并是各向异性的。
富勒烯结构计算方法中最经典的方法就是欧拉定理。根据简单多面体中顶点数、棱数和面数间的基本关系，即：顶点数＋面数＝棱数＋２，可以设置富勒烯分子数为2x，那么顶点数为2x，棱数为3x，设其中五元环有m个，六元环数目为n个，则面数之和为m+n，代入欧拉公式即得：
又因为每条棱都是2个面交线，故棱数和面数得关系是：
联立两式可以得到。所以，富勒烯中五元环得数目恒为12，六元碳环的数目则为x-10。
根据该拓扑结构，可以将富勒烯分为两大类，一类是经典富勒烯，另一类是非经典富勒烯。其中，经典富勒烯就是指由12个正五边形和多个正六边形构成的富勒烯，而非经典富勒烯则是指结构中除了五边形、六边形外，还有其他如四边形、七边形等多边形的一类富勒烯。
理化性质
因为对C₆₀的研究成果最为丰富，它也是富勒烯族的典型代表，所以以富勒烯C₆₀为主要介绍对象。
物理性质
富勒烯C₆₀随厚度不同颜色可呈棕色到黑色，但大部分都是深黄固体。密度为1.65±0.1 g/cm³，熔点大于500℃。
溶解性
C₆₀是含有大π键的非极性分子，易溶于苯、甲苯等含有大π键的芳香性溶剂中。根据有关科学家测定的C₆₀在47种有机溶剂中的溶解度后发现，C₆₀不溶于强极性溶剂。又根据中国化学家徐铸德等人的研究，发现C₆₀分子在环己烷中溶解度随温度的升高而增大，而在己、甲苯、二甲苯中随温度的升高而降低，这表明影响C₆₀溶解度的原因除了溶剂种类，还受其他因素的影响。
光学性质
C₆₀还具有良好的非线性光学性质。因为C₆₀独特的结构，其在光激发后会发生光电子的跃迁，由此预测C₆₀可能会是新的光电导材料。
光电导性
C₆₀分子本身是绝缘体，但因其具有很强的电子亲和力，所以它的导电性得到改善。另外，当C₆₀和碱金属作用时，可以形成稳定的复合型离子化合物，这种复合型离子化合物就会转变成为超导体，而且还具有很高的超导临界温度。除此之外，C₆₀还具有光电导性和吸电子性，能够与提供电子的有机化合物结合，生成电荷转移型材料。
磁性
C₆₀还具有磁性，但因其分子内的五元环具有很强的顺磁性，而六元环具有缓和的介磁性，故整个C₆₀球体中的磁性是中性的。又因C₆₀分子为球形，可以容纳各种金属原子和离子，当把Fe²⁺、Co³⁺、稀土离子等放入C₆₀球形笼体内时，将会对C₆₀的磁学性质产生一定的影响。
化学性质
C₆₀倾向于得到电子，难与亲电试剂发生反应，但易与亲核试剂如NH₃或金属反应，具有缺电子化合物的反应性。又因C₆₀的中空球形结构，使得它能在球的内外表面都进行反应，从而得到各种功能的C₆₀衍生物。C₆₀可以发生加成反应、聚合反应、氢化反应、卤化反应、烷基化、芳基化反应，也可以和金属反应。
加成反应
C₆₀的加成反应分为亲核加成反应、亲电加成反应、自由基加成反应、环加成反应以及生成过渡金属配位化合物的反应等。因C₆₀的缺电子性，故其易于与中性亲核试剂如胺类（二乙胺、丙胺、Morphine等）生成加合物，也可在碘化甲基镁作用下与CH₃I反应能生成各种烷基化物，以及与磷化物、磷酸盐反应。C₆₀还可进行氯甲基化和羟基化反应，生成能部分溶于水的醚类和醇类。同时，C₆₀和C₇₀还可与反应生成C₆₀F₃₆、C₆₀F₃₈、C₆₀F₄₀、C₆₀F₆₀等。
聚合反应
C₆₀分子在光辐照射等外界条件下可以发生聚合反应，其聚合反应有两种可能的聚合方式，一种是环加合反应，即相邻C₆₀分子的两个平行相邻的碳碳双键（两个六元环的邻边）被打开，在分子间形成碳碳单键的四元环结构，另一种则是一个C₆₀分子被打开，在两个分子间形成=C=C=的双键。[其中，几乎任何官能团都能通过环加成反应的方式将其连接到富勒烯碳笼上，其中一些环加成产物表现出很好的稳定性，甚至能承受400 ℃高温而不分解。
目前已知的富勒烯环加成产物主要包括：[4+2]环加成产物，由种类繁多的双烯和富勒烯反应生成；[3+2]环加成产物，包括重氮甲烷加成物、重氮乙酸加成物、重氮酰胺加成物、叠氮加合物、三甲基甲烯环加成，以及甲亚胺叶立德反应形成含吡咯环富勒烯衍生物的Prato反应、氧化腈或亚胺的环加成产物、含硫的杂环化合物富勒烯衍生物、和碳基叶立德反应生成四氢呋喃加成物、腈叶立德和异腈环加成产物和二硅烷加成产物等；[2+2]环加成产物包括苯炔加成物、不饱和羰基化合物、炔经或烯烃加成物、烯酮加成物、四环庚烷加成物和富勒烯二聚体等；[2+1]环加成产物包括卡宾加成产物、乃春插入加成产物和硅烯加成产物等。
氢化反应
氢化反应是指在富勒烯碳笼上加成氢原子，从而将碳笼上的碳原子由sp²杂化变为sp³杂化。在富勒烯能宏量合成之后，人们很快开始尝试富勒烯的氢化反应。最简单的氢化富勒烯是C₆₀H₂，其为1,2-加成产物，可以通过多种方法合成，如硼氢化反应、锆氢化反应、金属锌和酸还原反应、锌/铜还原反应或还原及其他一些还原方法。通过控制还原剂的量可以控制富勒烯氢化反应的程度，C₆₀H₂，C₆₀H₆、C₆₀H₁₈和C₆₀H₃₆等均能被合成出来。
对于加成更多氢原子的氢化富勒烯C₆₀Hn、C₇₀Hn，可以通过伯奇（Birch-Huckel）还原反应合成，该方法已经成为合成多氢原子氢化富勒烯的一个常用方法。C₆₀与锌和浓盐酸在甲苯或苯溶液中反应主要生成C₆₀H₃₆。也可以通过9,10-二氢化转移氢原子到碳笼上的方式合成氢化富勒烯。或直接用氢分子还原富勒烯C₆₀，这样可以使富勒烯加成的氢原子数目达到50。
卤化反应
类似于氢化反应，卤化反应是在富勒烯碳笼上加成卤原子（F、Cl、Br和I），从而将碳笼上的碳由sp²杂化变为sp³杂化。
理论结果表明，富勒烯的氟化反应是一个强烈放热的反应，这是因为会生成强的C-F键，而断裂的F-F键比较弱。类似于富勒烯的氢化反应，富勒烯的氟化反应优先加成的方式是1,2-加成。到现在为止，己经有一系列氟化富勒烯被合成出来，包括C₆₀Fn（n=2，4，6，16，18，20，24，26，36，48）。氟化富勒烯可以直接和F₂反应合成，加成的氟原子数目n可以通过调节反应温度（一般是250℃到350 ℃之间）和时间来实现。此外，氟化富勒烯也可以通过富勒烯和惰性气体氟化物或卤氟化物在室温下反应制得。
富勒稀的氯化反应，比如C₆₀和氯气在250℃条件下反应生成C₆₀的氯化物，主要产物是C₆₀Cl₂₄。C₆₀和液态的Cl₂在其沸点（-35℃）的温度条件下反应生成的主产物是C₆₀Cl₁₂。反应生成的氯化富勒烯，可以在室温下通过三苯基膦脱氯得到C₆₀反应原料，C₆₀的氯化富勒烯再在真空中加热到300-400 ℃就能脱氯得到反应物C₆₀。此外，富勒烯C₆₀和氯化试剂ICl、ICl₃、KICl₄在不同的条件下反应能得到C₆₀Cln（n=6，8，10，12，14，26）。
相比于富勒烯的氟化和氯化反应，富勒烯的溴化反应放热较少，因为生成的代可可脂键的键能相比于C-F和C-Cl键的键能要低，所以理论预测的溴化反应更倾向于1,4-加成方式。和液溴反应生成C₆₀Br₂₄，其中的24个溴原子是等价的。另外，因为溴的加成反应需要避免空间位阻较大的1,2-加成方式，所以24个溴原子加成己经是C₆₀溴化反应的最大加成数目。
因为碘的电负性比溴更低，和富勒烯碳笼成键更弱，所以已知能和碘反应生成共价化合物的C₆₀很少。目前只有C₆₀·CH₂I₂·C₆H₆和C₆₀·(I₂)₂成功通过X射线单晶衍射表征，并以共结晶的方式结合在一起的。C₆₀和碘单质在130 ℃用汞灯照射20小时，碘原子插入到富勒烯晶格的间隙之中，反应产物通过X射线分析证明是C₆₀I₂的简单六方结构。另外，和碱金属掺杂的C₆₀（如K₃C₆₀表现出超导电性）相比，C₆₀I₂并不存在超导相。此外，还有一些能够形成C₆₀I₂n化合物的反应过程也在研究中。
与金属的反应
C₆₀有两种与金属的反应，分别是金属位于C₆₀碳笼的内部，即碳笼内配位化合物反应，反应后的富勒烯称为内嵌金属富勒烯；以及金属位于C₆₀碳笼的外部，即碳笼外键合反应，称为富勒烯外接衍生物。
富勒稀与过渡金属配合物等反应，形成富勒稀的有机金属化合物。富勒稀的金属有机化合物由碳笼的球状结构和π电子体系决定。多数情况下，富勒稀和过渡金属的配位方式是η²，如典型的C₆₀Pt(PPh₃)₂。和过渡金属配位的富勒稀碳原子发生扭曲，向四面体结构转变，即由sp2杂化变为sp3杂化。如果和富勒稀反应的金属有机试剂过量，则生成多加成产物，如C₆₀[M(PEt₃)₂]₆（M=Ni、Pd、Pt）。
富勒烯衍生物
目前富勒烯衍生物主要有三种，分别是富勒烯笼内修饰衍生物、富勒烯笼外加成修饰衍生物以及异质富勒烯。
富勒烯笼内修饰衍生物
因为富勒烯是空心的球形分子，内部有较大空隙，其直径可以容纳几乎所有元素的阳离子，可以内嵌原子、分子及金属原子簇形成内嵌富勒烯。
内嵌富勒烯同时具有富勒烯和内嵌集团的物理化学性质，是一种新型的功能分子材料。根据内嵌集团可将其分为内嵌金属富勒烯和内嵌非金属富勒烯。前一类中内包的是金属原子或金属团簇，后一类内包的则是惰性气体、中性分子等非金属原子或分子。其中，内嵌金属富勒烯的研究范围最为广泛，目前碱金属、碱土金属和绝大部分稀土金属都成功的内嵌到C₆₀碳笼内，根据内嵌原子的个数可简单分为了单原子、双原子、三原子金属包合物，也可称为内嵌单金属富勒烯、内嵌金属原子簇富勒烯以及内嵌非金属富勒烯。
富勒烯笼外加成修饰衍生物
富勒烯笼外加成修饰是通过亲电或亲核加成反应将某些原子或基团与碳笼上的碳形成化学键，引入到富勒烯碳笼表面，从而得到其衍生物。
根据外接原子或基团种类，富勒烯外接衍生物主要包含了氢化物、氟化物、氯化物以及氧化物。同时，可借助原子或化学基团的接枝作用，实现将大量富勒烯分子链接成长链状、网状，从而形成超分子结构。这些外接衍生物不仅有助于改进富勒烯的物理化学性质，也有利于在实验上合成新的富勒烯结构。到目前为止，实验上已经合成制备了一系列富勒烯外接衍生物，如C₃₆H₆，C₅₀Cl₁₀，C₅₆Cl₁₀、C₆₀Cl₈等。
异质富勒烯
富勒烯碳骨架上一个或多个碳被非碳原子取代形成的产物叫做异质富勒烯，也称为杂富勒烯，且掺杂在碳笼上的非碳原子叫做杂原子。杂原子的引入改变了富勒烯原有的电子结构和碳笼的构型，与纯粹碳富勒烯相比，异质富勒烯改变了其化学和物理性质，如氧化还原性，因此，异质富勒烯有望在超导、光电器件、半导体、磁性材料等方面表现出重要的应用。
生产方式
制备
自从C₆₀被发现，不断出现各种不同的制备方法。然而富勒烯的合成与分离非常困难，经过不断的探索与发展，目前已得到了较为成熟的合成富勒烯的方法，分别是激光法、电弧法、射频等离子法、燃烧法以及化学合成法。
激光法
利用激光法制备富勒烯的步骤为：先用激光照射石墨，利用石墨的激光高能特性，使其受热蒸发为游离态的碳，游离态的碳在惰性气体的保护下，在冷却过程中通过相互碰撞结合即可形成C₆₀和C₇₀等富勒烯。1985年，柯洛多等科学家就是利用激光法首次发现C₆₀和C₇₀。
激光法装置简单，但成本较高，效率较低，在工业生产中很少用此方法来制备富勒烯。
电弧法
电弧法制备富勒烯是在惰性气体的保护下，用石墨棒作为电极，通入直流或交流电，使两个电极之间产生电弧。同时，固态的石墨棒在高温高压的条件下变为等离子体，碳等离子体再反复碰撞，最终可以结合形成稳定的C₆₀、C₇₀以及含有碳原子数目更多的高富勒烯分子。反应结束后，这些富勒烯会存在于反应生成的碳灰中，再将碳灰收集提纯即可得到不同的富勒烯。
电弧法设备简单，安全性较高，并且几乎没有有害产物的生成，所以是一种可以在实验室中实现的小规模生产富勒烯的方式。但是缺点是获得的产物杂质较多，难以分离。同时电弧放电因能量均由电能提供，所以耗能较大。并且由于石墨棒的长度限制，较难进行长时间富勒烯的制备，因此不适合大规模工业化生产。
射频等离子体法
射频等离子体法是利用快速交变的电磁场引起含碳原料内部粒子的快速振动或转动，通过摩擦产生的热效应将原料分解，再在冷却过程中，分解生成的小分子碳单元相互碰撞结合最终形成富勒烯。
射频等离子法耗能更大，装置也更为复杂，但其优点是产生的等离子区域范围更大，气体流速更低，反应物在等离子区的平均停留时间也更长，利于反应更加充分地进行。
燃烧法
燃烧法是一种在低压氧气或其他氧化性气体中连续燃烧苯和甲苯等有机燃料来生产富勒烯的方法。燃烧法根据原料的燃烧方式可以分为预混燃烧和扩散燃烧两种。预混燃烧是指将燃料与混合剂混合后再将混合气体通入燃烧室中燃烧；扩散燃烧是指从各自的通道释放燃料和氧化剂，再通过扩散作用相互接触，在燃烧室中共同进行混合与燃烧的过程。两种方法各有优缺点，预混燃烧燃烧更加充分，但是可能发生回火，安全性较差。扩散燃烧则相对安全平稳，易于操控，但不易充分燃烧。除此之外，燃烧法制备富勒烯的产率还与许多因素有关，比如碳氧比例、燃烧炉内压力、稀释气体种类、火焰离燃烧喷嘴的距离、燃烧气体流速等。
燃烧法的原料简单且来源广泛，还可以实现富勒烯的连续生产，并且其能耗较低，在工业生产中具有较大优势。如今，燃烧法已经成为世界各国工业化生产富勒烯的主流方式。
化学合成法
化学合成法是一种通过各种化学反应定向合成特定富勒烯的方法。该方法是以芳香类化合物为原料合成富勒烯前驱体，前驱体再在一定条件下经过化学键的断裂和重连过程形成笼型富勒烯分子。
化学合成法则可以定向地合成所需要的富勒烯分子，尤其可以制备高富勒烯分子（Cn，n＞100），从而扩大富勒烯的研究和应用范围。但相对于其他的制备方法，化学合成法产率较低，能耗较高，并无其他显著优势。
提纯
富勒烯的提纯主要分为两步：提取和分离。提取是将富勒烯从制备过程中产生的碳灰中提取出来，分离是将富勒烯中C₆₀、C₇₀等不同的富勒烯成分相互分开。
提取
富勒烯微溶于烷烃，极难溶于水、醇、丙酮等极性有机溶剂，同时富勒烯在苯、甲苯、二硫化碳等有机溶剂中也具有较好的溶解度，所以萃取法可以有效地将富勒烯从碳灰中提取出来。索式提取法是萃取所利用的主流方法。其本质是利用溶液回流和虹吸原理，将萃取物反复地暴露在萃取的溶剂之中，使固体物质可以持续地被溶剂所萃取，从而使萃取更加充分。
分离
分离的主要方法有升华法、色谱法、分步结晶法、化学络合法等。
升华法是根据不同富勒烯分子间作用力不同、挥发难易程度不同的特点来分离富勒烯。
色谱法根据固定相的不同可以分为硅胶柱法、石墨柱法、中性氧化铝柱法及活性炭-硅胶加压柱法。该方法是利用不同富勒烯在不同相态间的选择性分配，通过流动相对固定相中的混合物进行洗脱，而混合物中不同的物质在其流动相中具有不同的溶解度，因此这些物质会以不同的速度沿固定相移动，不同的流动速度就会导致富勒烯在空间上分离。
分步结晶法是利用富勒烯混合物中各组分在不同溶剂中的溶解度不同，或在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同的特性使它们相互分离。
化学络合法是指在一定条件下将富勒烯与特定分子受体结合后再回收，然后在另一种条件下将受体与富勒烯分离，从而使富勒烯分离纯化。
应用领域
富勒烯因其独特的结构，是近年来最重要的含碳纳米材料之一。富勒烯及其衍生物在电、光、磁、军事、材料学等方面都得到了广泛的应用。
富勒烯材料又因具有高电子迁移率、可调控的能级以及低温成膜等特性，所以是一种理想的钙钛矿太阳能电池电子传输层材料，在太阳能电池领域也得到了广泛的应用。
富勒烯具有抗氧化活性和细胞保护作用、抗菌活性、抗病毒作用，能够用于负载药物和肿瘤治疗，同时，富勒烯也是一种有效的自由基清除剂和抗氧化剂，对富勒烯进行化学修饰得到的富勒烯衍生物具有良好的水溶性及生物活性。富勒烯及其衍生物具有抗氧化、细胞保护、抗微生物、光动力、载带药物和肿瘤治疗等多种活性，在医药领域发挥着重要作用，近几年这方面的研究取得了较大进展。
富勒烯材料在军事上也有一定应用，例如装甲车表面的抗冲击涂层、高硬度表面齿轮、高温和防辐射电子器件等。
除此之外，富勒烯及其衍生物在催化剂、超导材料、气体存储等各个领域也都具有十分广泛的应用前景。
安全事宜
富勒烯衍生物不仅具有良好的水溶性，还具有抗氧化、清除自由基和抗微生物等多种活性，广泛应用于靶向药物递送和光动力治疗等医药领域。同时，也在以化妆品为代表的消费品领域被广泛应用。但 有关研究表明，富勒烯材料的浓度以及不同的制备方法和衍生化方法都会显著影响富勒烯材料的毒性。与具有原始结构的富勒烯相比，一些富勒烯衍生物可能具有很高的毒性。并且根据研究的结果表明，当富勒烯浓度大于7.5 μg·ｍl⁻¹或共孵育时间超过48ｈ时，会对人皮肤成纤维细胞活性产生较大影响，且有较明显的毒性。所以，高溶度的富勒烯材料还可能存在细胞毒性等问题，会对皮肤、眼睛产生较大刺激，严重时甚至造成皮肤腐蚀、眼睛损伤。
参考资料
Buckminsterfullerene.National Library of Medicine.2022-11-14