早在2015年,英國牛津一家創(chuàng)業(yè)公司便以每克10.8億元人民幣的價格賣出內(nèi)嵌富勒烯,這也使得內(nèi)嵌富勒烯成為了全世界第二貴的材料。內(nèi)嵌富勒烯為何有如此天價身值,這還得從富勒烯說起。
N@C60的模型(@符號代表碳籠包裹著氮原子)
圖片來源:快科技
富勒烯(Fullerene)是單質(zhì)碳被發(fā)現(xiàn)的第三種同素異形體,它是由五元環(huán)和六元環(huán)構成的一系列封閉籠狀結構的全碳分子。
自從1985制備出富勒烯(C60分子)后,不斷有新結構的富勒烯被預言或發(fā)現(xiàn),并超越了單個團簇本身。
C60的電子密度
圖片來源:wikipedia
內(nèi)嵌富勒烯:這種材料的分子結構包括碳原子組成的堅固的富勒烯籠,以及內(nèi)部包裹著的簡單的原子或分子,如N、P等。
種類 |
介紹 |
巴基球團簇 |
C20 (二十烷的不飽和衍生物)和最常見的C60 |
碳納米管 |
非常小的中空管,有單壁和多壁之分 |
巨碳管 |
比納米管大,管壁可制備成不同厚度 |
聚合物 |
在高溫高壓下形成的鏈狀、二維或三維聚合物 |
納米“洋蔥” |
多壁碳層包裹在巴基球外部形成球狀顆粒,可能用于潤滑劑 |
球棒相連二聚體 |
兩個巴基球被碳鏈相連 |
內(nèi)嵌富勒烯 |
將一些原子嵌入富勒烯碳籠而形成的一類新型內(nèi)嵌富勒烯 |
碳納米管,又名巴基管,是一種主要由呈六邊形排列的碳原子構成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管。
由于富勒烯完美的對稱結構、在納米尺度范圍內(nèi)特殊的穩(wěn)定性,以及奇異的電子結構,使其成為在許多高新技術領域應用潛力巨大、不可替代的材料,被業(yè)界稱為“納米王子”。
制備方式
自從克羅托發(fā)現(xiàn)C60以來,人們發(fā)展了許多種富勒烯的制備方法。較為成熟的富勒烯的制備方法主要有電弧法、激光蒸發(fā)法、燃燒法和化學氣相沉積法等。分離和提純方法有萃取法、重結晶法、升華法、液相色譜法、化學反應法。
應用領域
性質(zhì) |
應用 |
自由基捕捉 |
化妝品、磁體、消毒劑、紡織物、添加劑 |
光吸收 |
濾光片、熒光顯示、量子點 |
超導 |
超導體、場發(fā)射、納米器件 |
完美結構 |
潤滑劑、復合材料、量子點特性 |
DNA親和 |
DNA剪裁、基因運載、分子藥物 |
電子受體 |
太陽能電池、催化劑、二次電源 |
高效吸附 |
TNT檢測、沙林檢測、生物檢測 |
內(nèi)嵌分子 |
納米器件、造影劑 |
超導材料
富勒烯是一種接近超導的材料,即電阻幾乎等于零,在電離子通過該材料時,會產(chǎn)生強大的共振效益,因此可利用電離子的游離析出。
磁懸浮列車
圖片源于網(wǎng)絡
超導超級對撞機
圖片來源:fffffun
化妝品
由于富勒烯能夠親和自由基,具有極強的抗氧化能力,能夠起到活化皮膚細胞,預防肌膚衰亡的作用。
圖片來源:瑞麗官網(wǎng)
醫(yī)療材料
內(nèi)含金屬富勒烯醇膠Gd@C82(OH)22可有效抑制腫瘤生長。
Gd @ C82(OH)22納米顆粒抑制腫瘤生長的關鍵途徑示意圖
圖片來源:pubmed central
太陽能電池
自1995年俞剛博士將富勒烯的衍生物用于本體異質(zhì)結有機太陽能電池以來,有機太陽能電池得到了長足的發(fā)展,參雜PCBM的有機太陽能電池也開始商用。
圖片源于網(wǎng)絡
燃料電池
圖片來源:toyota
二次電池
圖片來源:azonano
潤滑油
C60在較高速度范圍內(nèi)具有一定的極壓和潤滑作用,經(jīng)過適宜的改性處理可成為優(yōu)良的潤滑油添加劑。
圖片源于網(wǎng)絡
類金剛石薄膜
富勒烯在類金剛石薄膜生長的均勻成核位置而起重要作用。富勒烯材料的獨特性質(zhì)之一是它們在較低溫度下升華,對于C60,其升華點大約是600℃,這使得富勒烯在不規(guī)則形狀表面上的氣體沉積覆蓋相對來說很容易實現(xiàn)。
圖片來源:europcoating
半導體晶片
圖片來源:百度
主要生產(chǎn)企業(yè)
公司名稱 |
商品名 |
廈門福納新材料科技有限公司 |
金屬富勒烯Cd@C82 空心富勒烯C60 富勒烯衍生物C60(OH)x·nH2O C60(OH)x(NH2)·nH2O |
江蘇愛爾達復合材料有限公司 |
俄羅斯進口富勒烯C60、C70 |
中國科學院成都有機化學有限公司 |
富勒烯C60、C70富勒醇(羥基化富勒烯) |
內(nèi)蒙古京蒙碳納米材料高科技有限責任公司 |
金屬內(nèi)嵌富勒烯 富勒烯衍生物 富勒烯C60 C70 |
蘇州大德碳納米科技有限公司 |
富勒烯炭灰 富勒烯混合物 富勒烯C60 C70 富勒烯衍生物 |
廈門福納新材料科技有限公司
廈門福納新材料科技有限公司專注于富勒烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,提供品類齊全的富勒烯產(chǎn)品,現(xiàn)有的金屬富勒烯Gd@C82技術處于國際領先水平,是全球首家實現(xiàn)Gd@C82材料量產(chǎn)企業(yè),建成全球首條可實現(xiàn)年產(chǎn)公斤級Gd@C82金屬富勒烯生產(chǎn)線,同時攻克富勒烯材料分離技術難題,實現(xiàn)金屬富勒烯和空心富勒烯的聯(lián)產(chǎn)技術。該技術填補了國際金屬富勒烯量產(chǎn)技術的空白,處行業(yè)全球領先水平。
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標簽: 新材料, 富勒烯, 內(nèi)嵌富勒烯, 碳分子

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