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富勒烯先進工業

       富勒烯的發現到現在已經有30多年，人們對富勒烯的應用研究取得了不少進展。富勒烯獨特的分子結構和特殊的物理化學性質，對化學、物理、材料科學、生物醫學等學科產生了深遠的影響。富勒烯在先進工業領域中，尤其是潤滑材料、催化劑、超導體、非線性光學、分子磁體、儲氫材料等領域顯示出誘人的前景。

       富勒烯C60分子具有特殊的球形結構和較高的化學穩定性，其抗壓能力強，表面能低，分子內的作用力強，分子間作用力相對較弱，具有穩定的自潤滑特性和分子滾珠效應。因此富勒烯C60可稱為一類新型固體潤滑材料或液體潤滑體系添加劑，在摩擦領域具有廣闊的應用前景。

      富勒烯以其獨特的分子結構、特殊的電子性質、限域效應以及對金屬催化劑的分散性能等特點，使其在催化領域具有十分誘人的應用前景。富勒烯能夠催化單線態氧的化學反應、固氮反應、金剛石合成反應、推進劑燃燒反應等。目前，以富勒烯為基礎的催化劑顯示出了較好的工業應用前景，并已經成為富勒烯的主要研究方向之一。

       作為20世紀最偉大的科學發現之一，超導體具有零電阻和完全抗磁性等一系列神奇的物理特性，在科學研究、信息通訊、工業加工、能源存儲、交通運輸、生物醫學乃至航空航天等領域均有重大的應用前景。富勒烯C60分子本身不具有超導性，但當堿金屬嵌入C60分子之間的空隙后，C60與堿金屬形成的富勒烯鹽將轉變為超導體，具有很高的超導臨界溫度，是目前已知的具有最高超導臨界溫度的分子超導體。C60系列超導體具有完美的三維超導性、電流密度大、穩定性高、易于展成線材等優點，是一類極具價值的新型超導材料。

       富勒烯具有三維離域π電子共軛體系和高度對稱的結構，使得它具有優良的非線性光學（NLO）性能，包括反飽和吸收（RSA）的光限值性以及大的三階非線性光學系數。富勒烯是良好的非線性光學材料，可以用于制備高速電子或光開關。富勒烯分子還具有光限幅效應，可以用于制造光限制器，保護光學傳感器免受強光脈沖的損害，并在光計算、光記憶、光信號處理及控制等方面有良好的應用前景。

       富勒烯及其衍生物具有較大的電子親和勢，能夠與電子給體或金屬形成電荷轉移復合物或富勒烯鹽，同時富勒烯具有催化作用。因此富勒烯及其衍生物在分子磁體、儲氫材料、燃料電池等領域也有廣泛的應用前景。但是，目前對于富勒烯及其衍生物的磁性來源，儲氫機理以及電催化劑機理研究不夠深入，有待進一步揭開其理論基礎，也進一步推動工業應用進展。隨著富勒烯基礎研究的不斷深入和發展成熟，富勒烯工業應用基礎研究也不斷的繼續深入，從而帶動富勒烯的實際工業應用。