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  • 1 # 常伴古佛點青燈

    C60在室溫下為紫紅色固態分子晶體,有微弱熒光 分子大小  C60分子的直徑約為7.1埃(1埃= 10^ -10 米即一百億分之一米); 密度  C60的密度為1.68g/cm^3 溶解性  C60不溶於水等強極性溶劑,在正己烷、苯、二硫化碳、四氯化碳等非極性溶劑中有一定的溶解性; 導電性  C60常態下不導電。因為C60大得可以將其他原子放進它內部,並影響其物理性質,因而不可導電。另外,由於C60有大量遊離電子,所以若把可作β衰變的放射性元素困在其內部,其半衰期可能會因此受到影響。 超導性  1991年,赫巴德(Hebard)等首先提出摻鉀C60具有超導性,超導起始溫度為18K,打破了有機超導體(Et)2Cu[N(CN)2]Cl超導起始溫度為12.8K的紀錄。不久又製備出Rb3C60的超導體,超導起始溫度為29K。摻雜C60的超導體已進入高溫超導體的行列。研究顯示,這類材料是以晶格里的電洞來傳導電流(類似p型半導體),若加入其它分子(例如三溴甲烷)來拉長晶格間距,還可以有效地提升其超導相變溫度至117K。中國在這方面的研究也很有成就,北京大學和中國科學院物理所合作,成功地合成了K3C60和Rb3C60超導體,超導起始溫度分別為8K和28K。有科學工作者預言,如果摻雜C240和摻雜C540,有可能合成出具有更高超導起始溫度的超導體。 磁性  阿勒曼(Allemand)等人在C60的甲苯溶液中加入過量的強供電子有機物四(二甲氨基)乙烯(TDAE),得到了C60(TDAE)C0.86的黑色微晶沉澱,經磁性研究後表明是一種不含金屬的軟鐵磁性材料。居里溫度為16.1K,高於迄今報道的其它有機分子鐵磁體的居里溫度。由於有機鐵磁體在磁性記憶材料中有重要應用價值,因此研究和開發C60有機鐵磁體,特別是以廉價的碳材料製成磁鐵替代價格昂貴的金屬磁鐵具有非常重要的意義。一、用於增強金屬:   提高金屬材料的強度可以透過合金化、塑性變形和熱處理等手段,強化的途徑之一是通過幾何互動作用,例如將焦炭中的碳分散在金屬中,碳與金屬在晶格中相互交換位置,可以引起金屬的塑性變形,碳與金屬形成碳化物顆粒,都能使金屬增強。在增強金屬材料方面,C60的作用將比焦炭中的碳更好,這是因為C60比碳的顆粒更小、活性更高,C60與金屬作用產生的碳化物分散體的顆粒大小是0.7nm,而碳與金屬作用產生的碳化物分散體的顆粒大小為2μm~5μm,在增強金屬的作用上有較大差別。   二、用作新型催化劑   在發現C60以後,化學家們開始探討C60用於催化劑的可能性。C60具有烯烴的電子結構,可以與過渡金屬(如鉑系金屬和鎳)形成一系列絡合物。例如C60與鉑、鋨可以結合成{[(C2H5)3P]2Pt}C60和C60OsO4·(四特丁基吡啶)等配位化合物,它們有可能成為高效的催化劑。   日本豐橋科技大學的研究人員合成了具有高度催化活性的鈀與C60的化合物C60Pd6。中國武漢大學的研究人員合成了Pt(PPh3)2C60(PPh3為三苯基膦),對於矽氫加成反應具有很高的催化活性。   三、用於氣體的貯存:   利用C60獨特的分子結構,可以將C60用作比金屬及其合金更為有效和新型的吸氫材料。每一個C60分子中存在著30個碳碳雙鍵,因此,把C60分子中的雙鍵開啟便能吸收氫氣。現在已知的C60的較穩定的C60氫化物有C60H24、C60H36和C60H48。在控制溫度和壓力的條件下,可以簡單地用C60和氫氣製成C60的氫化物,它在常溫下非常穩定,而在80℃~215℃時,C60的氫化物便釋放出氫氣,留下純的C60,它可以被100%地回收,並被用來重新制備C60的氫化物。與金屬或其合金的貯氫材料相比,用C60貯存氫氣具有價格較低的優點,而且C60比金屬及其合金要輕,因此,相同質量的材料,C60所貯存的氫氣比金屬或其合金要多。   C60不但可以貯存氫氣,還可以用來貯存氧氣。與高壓鋼瓶貯氧相比,高壓鋼瓶的壓力為3.9×106Pa,屬於高壓貯氧法,而C60貯氧的壓力只有2.3×105 Pa,屬於低壓貯氧法。利用C60在低壓下大量貯存氧氣對於醫療部門、軍事部門乃至商業部門都會有很多用途。   四、用於製造光學材料:   由於C60分子中存在的三維高度非定域電子共軛結構使得它具有良好的光學及非線性光學效能。如它的光學限制性在實際應用中可做為光學限幅器。C60還具有較大的非線性光學系數和高穩定性等特點,使其做為新型非線性光學材料具有重要的研究價值,有望在光計算、光記憶、光訊號處理及控制等方面有所應用。還有人研究了C60化合物的倍頻響應及熒光現象,基於C60光電導效能的光電開關和光學玻璃已研製成功。C60與花生酸混合製得的C60-花生酸多層LB膜具有光學累積和記錄效應。光限制性也對於保護眼睛具有重要意義:因為在增加入射光的強度時,C60會使光學材料的傳輸效能降低。以C60的光學限制性為基礎,可研製出光限制產品,它只允許在敏化閾值以下(即對眼的危險閾值以下)的光透過,這樣就起到了保護人眼免受強光損傷的作用。   五、用於製造高分子材料:   由於C60特殊籠形結構及功能,將C60做為新型功能基團引入高分子體系,得到具有優異導電、光學性質的新型功能高分子材料。從原則上講,C60可以引人高分子的主鏈、側鏈或與其它高分子進行共混,Nagashima等人報導了首例C60的有機高分子C60Pdn 並從實驗和理論上研究了它具有的催化二苯乙炔加氫的效能,Y.Wany報道C60/C70的混和物滲入發光高分子材料聚乙烯咔唑(pvk)中,得到新型高分子光電導體,其光導效能可與某些最好的光導材料相媲美。這種光電導材料在靜電覆印、靜電成像以及光探測等技術中有廣泛應用。C60摻入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)可成為很有前途的光學限幅材料。另外,C60摻雜的聚苯乙烯的光學雙穩態行為也有報道。   六、生物學及醫學應用:   1)用於製造生物活性材料:尼爾森(Nelson)等人報道C60對田鼠表皮具有潛在的腫瘤毒性。貝爾(Baier)等人認為C60與超氧陰離子之間存在相互作用。1993年弗萊德曼(Friedman)等人從理論上預測某些C60衍生物將具有抑制人體免疫缺損蛋白酶HIVP活性的功效,而艾滋病研究的關鍵是有效抑制HIVP的活性。日本科學家報道一種水溶性C60羧衍生物在可見光照射下具有抑制毒性細胞生長和使DNA開裂的效能,為C60衍生物應用於光動力療法開闢了廣闊的前景。1994年Toniolo等人報道一種水溶注C60—多肽衍生物,可能在人類單核白血球趨藥性和抑制HIV-1 蛋白酶兩方面具有潛在的應用,黃文棟等人制得水溶性C60-脂質體,發現其對癌細胞具有很強的殺傷效應。臺灣科學家報道多羥基C60衍生物—富勒酵具有吞噬黃嘌呤/黃嘌呤氧化酶產生的超氧陰離子自由基的功效,還對破壞能力很強的羥基自由基具有優良的清除作用。利用C60分子的抗輻射效能,將放射性元素置於碳籠內注射到癌變部位能提高放射治療的效力並減少副作用。   2)癌細胞的殺傷效應:C60經光激發後有很高的單線態氧的產率,而單線態氧與生物機體的生理生化功能、組織損傷、腫瘤以及光化治療技術都有著重要關係。當對C60的激發光強度達到4000lx時,癌細胞受單線態氧的作用已接近100%死亡,因此能有效地破壞癌細胞的質膜和細胞內的線粒體中質網和核膜等重要的癌細胞結構,從而導致癌細胞的損傷乃至死亡。還有的研究指出,可以將腫瘤細胞的抗體附著在C60分子上,然後將帶有抗體的C60分子引向腫瘤,也可以達到殺傷腫瘤細胞的目的。   3)其他醫療功能:C60的衍生物具有抑制人體免疫缺損蛋白酶的活性的功能。人體免疫缺損蛋白酶是一種導致艾滋病的病毒,因此,C60的衍生物有可能在防治艾滋病的研究上發揮作用。C60還適宜於在生物系統中充當自由基清除劑和水溶性抗氧劑,自由基是導致某些疾病甚至腫瘤的有害物質,C60可望能夠降低患病者血液中自由基的濃度,還可抑制畸形的和患病細胞的生長。   其他用途:   C60的衍生物C60F60俗稱“特氟隆”可做為“分子滾珠”和“分子潤滑劑”在高技術發展中起重要作用。將鋰原子嵌人碳籠內有望製成高效能鋰電池。碳籠內嵌人稀土元素銪可望成為新型稀土發光材料。水溶性釓的C60衍生物有望做為新型核磁造影劑。高壓下C60可轉變為金剛石,開闢了金剛石的新來源。C60及   其衍生物可能成為新型催化劑和新型奈米級的分子導體線、分子吸管和晶須增強複合材料。C60與環糊精、環芳烴形成的水溶性主客體複合物將在超分子化學、仿生化學領域發揮重要作用。   由於用C60薄膜做基質材料可以製成齒狀組合型的電容器,用它來製成的化學感測器具有比傳統的感測器尺寸小、簡單、可再生和價格低等優點,可能成為感測器中頗具吸引力的一種候選產品。   富勒烯還具有記憶性,可以用做記憶材料。 希望樓主給個滿意和能解決,O(∩_∩)O謝謝~

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