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碳60
非金屬單質(zhì)
名稱(chēng)由來(lái)
在Fuller的后面加上一個(gè)詞尾-ene，是考慮到分子和苯及其衍生物一樣，都具有芳香族的結構，具有不飽和性，在英文中對具有不飽和性的化合物的命名常常帶有詞尾-ene，于是便產(chǎn)生了Fullerene這個(gè)名稱(chēng)，中譯名里對帶詞尾-ene的化合物常被譯成烯，因此Fullerene的中譯名就是富勒烯。
對于將及其一系列碳原子簇稱(chēng)為烯，根據有機化學(xué)系統命名原則，烯表示含雙鍵的烴，而及其一系列碳原子簇是完全由碳原子組成的單質(zhì)，并不是一種化合物，也不是烯烴。因此，有些化學(xué)家不同意使用富勒烯這個(gè)名稱(chēng)。命名因為需要尊重約定俗成的習慣，書(shū)籍和文獻中仍都采用Fullerene這個(gè)名稱(chēng)。
由于分子的形狀和結構酷似英國式足球（soccer），所以又被形象地稱(chēng)為Soccerene（同樣帶有詞尾-ene），中譯名為“足球烯”。還有人用富勒的名字（Buckminster）的詞頭Buck來(lái)命名，稱(chēng)為Buckyball，中譯名為“巴基球”。
有人建議稱(chēng)及其一系列碳原子簇為“球碳”，理由是它們是由碳元素組成的球形分子；有人建議稱(chēng)為“籠碳”，理由是它們是一種中空的籠形分子；還有人建議把“球碳”、“籠碳”和“富勒”綜合起來(lái)，稱(chēng)為“富勒球碳”、“富勒籠碳”。在及其一系列碳原子簇的命名上，還沒(méi)有一種令大家都滿(mǎn)意的名稱(chēng)。
歷史沿革
1971年，大澤映二發(fā)表《芳香性》一書(shū)，其中描述了分子的設想。
1980年，飯島澄男在分析碳膜的透射電子顯微鏡圖時(shí)發(fā)現同心圓結構，就像切開(kāi)的洋蔥，這是的第一個(gè)電子顯微鏡圖。1983年，克羅托蒸發(fā)石墨棒產(chǎn)生的碳灰的紫外可見(jiàn)光譜中發(fā)現215nm和265nm的吸收峰，他們稱(chēng)之為“駝峰”，他們推斷出這是富勒烯產(chǎn)生的。
1984年，富勒烯的第一個(gè)光譜證據是在1984年由美國新澤西州的艾克森實(shí)驗室的羅芬等人發(fā)現的，但是他們不認為這是等團簇產(chǎn)生的。
1985年，英國化學(xué)家哈羅德·沃特爾·克羅托博士和美國科學(xué)家理查德·斯莫利等人在氦氣流中以激光汽化蒸發(fā)石墨實(shí)驗中首次制得由60個(gè)碳組成的碳原子簇結構分子，并推測這個(gè)團簇是球狀結構。
1990年，克利斯莫（Kriischmer）等人第一次報道了大量合成的方法，才使得的研究得以大量展開(kāi)。
1992年美國科學(xué)家P. R. Buseck在用高分辨透射電鏡研究俄羅斯數億年前的地下的一種名為Shungites的礦石時(shí)，發(fā)現了和
的存在，飛行時(shí)間質(zhì)譜也證明了他們的結論，產(chǎn)生原因未知。
1995年，伍德（Fred Wudl）制備出開(kāi)孔富勒烯；而PCBM也被他首次制備。
1996年，羅伯特·科爾（美）哈羅德·沃特爾·克羅托（英）理查德·斯莫利（美）因富勒烯的發(fā)現獲諾貝爾獎。
結構組成
球棍模型
在數學(xué)上，富勒烯的結構都是以五邊形和六邊形面組成的凸多面體。最小的富勒烯是
，有正十二面體的構造。沒(méi)有22個(gè)頂點(diǎn)的富勒烯。之后都存在
的富勒烯，n=12,13,14...。在之些小的富勒烯中，都存在著(zhù)五邊形相鄰結構。是第一個(gè)沒(méi)有相鄰的五邊形的富勒烯，下一個(gè)是。在更高的富勒烯中，普遍滿(mǎn)足孤立五邊形規則（Isolated pentagon rule,IPR），即在n>12時(shí)，不存在相鄰的五邊形結構。
原子雜化狀態(tài)
比例模型
下面給出其雜化軌道的理論計算過(guò)程：
根據雜化軌道的正交、歸一條件，兩個(gè)等性雜化軌道的的最大值之間的夾角
滿(mǎn)足：
故：
解得：
，即
故碳原子采用的雜化方式理論計算值是。
發(fā)現研究
C540
后來(lái)英國的克羅托為了探明紅色巨星產(chǎn)生的碳分子結構，對星際塵埃中含有碳元素的幾種分子進(jìn)行了確認。美國的霍夫曼和德國的克拉其莫也制造出了宇宙中類(lèi)似的塵埃。他們將其與煤炭燃燒后遺留的黑色物質(zhì)進(jìn)行比較，發(fā)現了氣化物質(zhì)在紫外線(xiàn)吸收實(shí)驗中留下了清晰的痕跡，并稱(chēng)之為“駝峰光譜”。后來(lái)由美國的柯?tīng)枴⑹纺R和英國的克羅脫解釋出該現象的理由，并為此獲得了諾貝爾化學(xué)獎。
除外，具有封閉籠狀結構的還可能有
、
、
、、
……
、
等，統稱(chēng)為富勒烯（Fullerene）。自從1985發(fā)現富勒烯之后，不斷有新結構的富勒烯被預言或發(fā)現，并超越了單個(gè)團簇本身。
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”：
球棒相連二聚體：
兩個(gè)巴基球被碳鏈相連；
最小的是（二十烷的不飽和衍生物）和最常見(jiàn)的；2007年科學(xué)家們預測了一種的新的硼巴基球，它用硼取代了碳形成巴基球，
的結構是每個(gè)原子都形成五或六個(gè)鍵，它比穩定。另外一種常見(jiàn)的富勒烯是70，72、76、84甚至100個(gè)碳組成的巴基球也是很容易得到的。
碳納米管：
碳納米管是非常小的中空管，有單壁和多壁之分；在電子工業(yè)有潛在的應用；納米管是中空富勒烯管。這些碳管通常只有幾個(gè)納米寬，但是他們的長(cháng)度可以達到1微米甚至1毫米。碳納米管通常是終端封閉的，也有終端開(kāi)口的，還有一些是終端沒(méi)有完全封口的。碳納米管的獨特的分子結構導致它有奇特的宏觀(guān)性質(zhì)，如高抗拉強度、高導電性、高延展性、高導熱性和化學(xué)惰性（因為它是圓筒狀或“平面狀”，沒(méi)有裸露原子被輕易取代）。一個(gè)潛在應用是做紙電池，這是2007倫斯勒理工學(xué)院的一個(gè)新發(fā)現。另外一個(gè)可能應用是用做太空電梯的高強度碳纜。通過(guò)共價(jià)鍵將富勒烯吸附在碳納米管外形成的納米“芽”結構稱(chēng)作納米芽。
巨碳管：
比納米管大，管壁可制備成不同厚度，在運送大小不同的分子方面有潛在價(jià)值；
富勒體（Fullerites）：
是富勒烯及其衍生物的固態(tài)形態(tài)的稱(chēng)呼，中文一般不特別稱(chēng)呼這個(gè)形態(tài)。超硬富勒體這個(gè)詞一般被用來(lái)表述使用高壓高溫得到的富勒體，這種條件下普通的富勒烯固體會(huì )形成鉆石形式的納米晶體，它有相當高的機械強度和硬度。
內嵌富勒烯是將一些原子嵌入富勒烯碳籠而形成的一類(lèi)新型內嵌富勒烯，如氫、碳、鈧、氮等，大部分是在電弧法制造富勒烯的過(guò)程中形成的，也可以通過(guò)化學(xué)方法將富勒烯打開(kāi)孔后裝入一些原子或分子。
物理性質(zhì)
溶解性
富勒烯在大部分溶劑中溶得很差，通常用芳香性溶劑，如甲苯、氯苯，或非芳香性溶劑二硫化碳溶解。純富勒烯的溶液通常是紫色，濃度大則是紫紅色，的溶液比的稍微紅一些，因為其他在500nm處有吸收；其他的富勒烯，如
、
等則有不同的紫色。富勒烯是迄今發(fā)現的唯一在室溫下溶于常規溶劑的碳的同素異性體。
有些富勒烯是不可溶的，因為他們的基態(tài)與激發(fā)態(tài)的帶寬很窄，如，
和。
也是幾乎不溶的，但是的內嵌富勒烯，如
是可溶的，這是因為金屬元素與富勒烯的相互作用。早期的科學(xué)科學(xué)家對于沒(méi)有發(fā)現很是疑惑，但是卻有的內嵌富勒烯。窄帶寬的富勒烯活性很高，經(jīng)常與其他富勒烯結合。化學(xué)修飾后的富勒烯衍生物的溶解性增強很多，如PC61BM室溫下在氯苯中的溶解度是50mg/mL。和在一些溶劑的溶解度列于左表，這里的溶解度通常是飽和濃度的估算值。
導電性
超導性
在可以大量生產(chǎn)后其很多性質(zhì)被發(fā)現，很快Haddon等人發(fā)現堿金屬摻雜的有金屬行為，1991年發(fā)現鉀摻雜的在18K時(shí)有超導行為，這是迄今最高的分子超導溫度，之后大量的金屬摻雜富勒烯的超導性質(zhì)被發(fā)現。研究表明超導轉化溫度隨著(zhù)堿金屬摻雜富勒烯的晶胞體積而升高。銫可以形成最大的堿金屬離子，因此銫摻雜的富勒烯材料被廣泛研究，
在38K時(shí)有超導性質(zhì)，不過(guò)是在高壓下。常壓下33K時(shí)具有最高超導轉化溫度的是
。固體超導性的BCS理論認為，超導轉變溫度隨著(zhù)晶胞體積的增加而升高，因為分子間的間隔與費米能級N（
）的態(tài)密度的升高相關(guān)，因此科學(xué)家們做了大量的工作試圖增加富勒烯分子間的距離，尤其是將中性分子插入
晶格中來(lái)增加間距同時(shí)保持的價(jià)態(tài)不變。不過(guò)，這種氨化技術(shù)意外地得到了新奇的富勒烯插入復合物的特別的性質(zhì)：Mott-Hubbard轉變以及分子的取向/軌道有序和磁結構的關(guān)系。固體是由弱相互作用力組成的，因此是分子固體，并且保留了分子的性質(zhì)。一個(gè)自由的分子的分立能級在固體中只是很弱的彌散，導致固體中非重疊的帶間隙很窄，只有0.5eV。未摻雜的固體，5倍hu帶是其HOMO能級，3倍的t1u帶是其空的LUMO能級，這個(gè)系統是帶禁阻的。但是當固體被金屬原子摻雜時(shí)，金屬原子會(huì )被t1u帶電子或是3倍的t1g帶的部分電子占據有時(shí)會(huì )呈現金屬性質(zhì)。雖然它的t1u帶是部分占據的，按照BCS理論
的t1u帶是部分占據的應該有金屬性質(zhì)，但是它是一個(gè)絕緣體，這個(gè)矛盾可能用Jahn-Teller效應來(lái)解釋?zhuān)邔ΨQ(chēng)分子的自發(fā)變形導致了它的兼并軌道的分裂從而得到了電子能量。這種Jahn-Teller型的電子-聲子作用在固體中非常強以致于可以破壞了特定價(jià)態(tài)的價(jià)帶圖案。窄帶隙或強電子相互作用以及簡(jiǎn)并的基態(tài)對于理解并解釋富勒烯固體的超導性非常重要。電子相互斥力比帶寬大時(shí)，簡(jiǎn)單的Mott-Hubbard模型會(huì )產(chǎn)生絕緣的局域電子基態(tài)，這就解釋了常壓時(shí)銫摻雜的固體是沒(méi)有超導性的。電子相互作用驅動(dòng)的t1u電子的局域超過(guò)了臨界點(diǎn)會(huì )生成Mott絕緣體，而使用高壓能減小富勒烯相互間的間距，此時(shí)銫摻雜的固體呈現出金屬性和超導性。
關(guān)于固體的超導性還沒(méi)有完備的理論，但是BCS理論是一個(gè)被廣泛接受的理論，因為強電子相互作用和Jahn-Teller電子-聲子偶合能產(chǎn)生電子對，從而得到較高的絕緣體-金屬轉變溫度。
磁性
化學(xué)性質(zhì)
周環(huán)反應
富勒烯的[6,6]鍵可以與雙烯體或雙烯親和體反應，如D-A反應。[2+2]環(huán)加成可以形成四元環(huán)，如苯炔。1,3偶極環(huán)加成反應可以生成五元環(huán)，被稱(chēng)作Prato反應。富勒烯與卡賓反應形成亞甲基富勒烯。常見(jiàn)周環(huán)反應如下：
(1) [4+2]環(huán)加成。在[4+2]環(huán)加成中，的6/6雙鍵一直充當親二烯體，大量不同的二烯類(lèi)物加到上形成六元環(huán)（主要合成一元加合物）環(huán)加成物的形成條件依賴(lài)于二烯的反應活性，在某些情況下加合物的形成是可逆的，如戊二烯和蒽的環(huán)加成。
(2) [3+2]環(huán)加成。如與重氮甲烷（
）、重氮酰胺、重氮乙酸酯類(lèi)反應，可得到種類(lèi)很多的亞甲基橋富勒烯，這類(lèi)反應是基于作為一個(gè)1，3親偶極體，重氮化合物首先加成到6/6雙鍵上，形成二氫化吡唑啉五元環(huán)。
加氫還原
富勒烯氫化有幾個(gè)容易的方法。氫化富勒烯如
，
。然而，完全氫化的
僅僅是假設存在因為分子張力過(guò)大。高度氫化富勒烯不穩定，富勒烯與氫氣直接反應在高溫條件下的直接反應會(huì )導致籠結構崩潰，而形成的多環(huán)芳烴。
加成反應
親電加成
富勒烯也可以發(fā)生親電反應。可以在富勒烯球外加成24個(gè)溴原子。最多親電加成紀錄保持者是
。根據氟硅烷的結構（在硅元素中）還難以預測
是否可能有一些氟原子在“endo”位置（指富勒烯內部），這種化合物是比起球型更類(lèi)似于一個(gè)管狀的富勒烯分子。
富勒烯在有機金屬化學(xué)中作為配體。[6,6]雙鍵是缺電子的，通常與金屬成鍵的η=2（配位化學(xué)中的常數）。鍵合模式如η=5或η=6可以因作為配體的球狀富勒烯改變而改變。富勒烯和硫羰基鎢
在環(huán)己烷溶液中，陽(yáng)光直接照射下反應生成的
。
內嵌反應
指通過(guò)化學(xué)手段選擇性地切斷富勒烯骨架上的碳碳鍵來(lái)制備開(kāi)孔富勒烯的反應。開(kāi)孔后就可能把一些小分子裝到碳球中，如氫分子、氦、鋰等。第一個(gè)開(kāi)孔富勒烯是在1995由Wudl等報道的。
反加成
反加成反應即Retro-Additions（RA）。研究表明，通過(guò)RA消去，取代基實(shí)現了他們的目的后便與富勒烯主體分離。
顏色反應
由于分子獨特的剛性球狀結構，發(fā)展能夠與其高效結合的特定主體是一件很有意義的工作，二十多年來(lái)科學(xué)家們樂(lè )此不疲地用新奇的化合物和有趣的方式將其包起來(lái)得到包含物和嵌合物，在富勒烯的主客體化學(xué)方面進(jìn)行了大量的研究并取得了長(cháng)足的進(jìn)展，發(fā)展了一系列主體化合物，大致分為富π電子化合物和大環(huán)主體兩類(lèi)；前者有二茂鐵、卟啉、酞菁、四硫富瓦烯、苝、碗烯和帶狀多共軛體系等的衍生物，后者有環(huán)糊精、杯芳烴、氮雜杯芳烴，長(cháng)鏈烷烴和低聚物等的衍生物。迄今與富勒烯分子超分子結合力最強的是相田卓三教授合成的卟啉籠分子，在鄰二氯苯中與的結合常數為
。
修飾富勒烯可以獲得更多的作用位點(diǎn)，因此富勒烯衍生物的超分子自組裝的研究一直是個(gè)熱點(diǎn)，遠遠多于不修飾的富勒烯的組裝，特別是在基于富勒烯的功能材料、光致電子轉移、人工光合作用體系、光子器件等諸多的研究領(lǐng)域。
毒性分析
科學(xué)家在生物體腹腔內注射大劑量后的毒理研究后發(fā)現，沒(méi)有證據表明白鼠在注射5000mg/kg（體重）的劑量后有中毒現象。也沒(méi)有發(fā)現給嚙齒動(dòng)物口服和混合物2000mg/kg的劑量后有中毒現象、遺傳毒性或誘變性，其他人的研究同樣證明和是無(wú)毒的。
另一些科學(xué)家發(fā)現注射懸浮液不會(huì )導致對嚙齒類(lèi)動(dòng)物的急性或亞急生毒性，相反一定劑量的會(huì )保護他們的肝免受自由基傷害。2012年的最新研究表明，口服富勒烯能將小鼠的壽命延長(cháng)一倍而沒(méi)有任何副作用。摩薩（Moussa）教授研究的性質(zhì)長(cháng)達18年，著(zhù)有《持續喂服小鼠使其壽命延長(cháng)》一文，2012年10月他在一次視頻采訪(fǎng)中宣稱(chēng)，純沒(méi)有毒性。
富勒烯發(fā)現以來(lái)都沒(méi)有明顯的證據表明是有毒性的，但一些科學(xué)家將碳納米管注射到小鼠的腹腔中發(fā)現了石棉狀的病灶。不過(guò)這項研究不是吸入性研究，雖然在這之前有對納米管的吸入性研究的毒理實(shí)驗，因此，憑此項研究還不能確認碳納米管有類(lèi)似石棉的毒理特性。小鼠吸入
或納米并沒(méi)有毒副作用，而同樣情況下將石英顆粒注入小鼠則會(huì )引起強烈的炎癥。納米管在分子量、形狀、尺寸等化學(xué)和物理性質(zhì)（溶解度）方面都與迥然不同，因此從毒理學(xué)的角度來(lái)看，和碳納米管的不同毒理學(xué)性質(zhì)的差異性沒(méi)有關(guān)聯(lián)性。在分析毒性數據時(shí)，必須區別富勒烯的不同分子：（、……）；富勒烯衍生物：或其他化學(xué)修飾的富勒烯衍生物；富勒烯復合物（比如，表面活性劑輔助的水溶性富勒烯，如
聚乙烯基吡咯烷酮；主客體復合物，如與環(huán)糊精或卟啉），這種情況下富勒烯是與其他分子是通過(guò)超分子作用與其他分子連接的；納米顆粒，這是微晶的沿展固相聚集；以及更大分子量的非球狀的碳納米管。
主要功能
增強金屬
提高金屬材料的強度可以通過(guò)合金化、塑性變形和熱處理等手段，強化的途徑之一是通過(guò)幾何交互作用，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，的作用將比焦炭中的碳更好，這是因為比碳的顆粒更小、活性更高，與金屬作用產(chǎn)生的碳化物分散體的顆粒大小是0.7nm，而碳與金屬作用產(chǎn)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。
氣體貯存
利用獨特的分子結構，可以將用作比金屬及其合金更為有效和新型的吸氫材料。每一個(gè)分子中存在著(zhù)30個(gè)碳碳雙鍵，因此，把分子中的雙鍵打開(kāi)便能吸收氫氣。已知的的較穩定的氫化物有
、和
。在控制溫度和壓力的條件下，可以簡(jiǎn)單地用和氫氣制成的氫化物，它在常溫下非常穩定，而在80℃～215℃時(shí)，的氫化物便釋放出氫氣，留下純的，它可以被100%地回收，并被用來(lái)重新制備的氫化物。與金屬或其合金的貯氫材料相比，用貯存氫氣具有價(jià)格較低的優(yōu)點(diǎn)，而且比金屬及其合金要輕，因此，相同質(zhì)量的材料，所貯存的氫氣比金屬或其合金要多。
光學(xué)材料
由于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(xué)及非線(xiàn)性光學(xué)性能。如它的光學(xué)限制性在實(shí)際應用中可作為光學(xué)限幅器。還具有較大的非線(xiàn)性光學(xué)系數和高穩定性等特點(diǎn)，使其作為新型非線(xiàn)性光學(xué)材料具有重要的研究?jì)r(jià)值，有望在光計算、光記憶、光信號處理及控制等方面有所應用。還有人研究了化合物的倍頻響應及熒光現象，基于光電導性能的光電開(kāi)關(guān)和光學(xué)玻璃已研制成功。與花生酸混合制得的花生酸多層LB膜具有光學(xué)累積和記錄效應。光限制性也對于保護眼睛具有重要意義：因為在增加入射光的強度時(shí)，會(huì )使光學(xué)材料的傳輸性能降低。以的光學(xué)限制性為基礎，可研制出光限制產(chǎn)品，它只允許在敏化閾值以下（即對眼的危險閾值以下）的光通過(guò)，這樣就起到了保護人眼免受強光損傷的作用。
高分子材料
由于特殊籠形結構及功能，將作為新型功能基團引入高分子體系，得到具有優(yōu)異導電、光學(xué)性質(zhì)的新型功能高分子材料。從原則上講，可以引入高分子的主鏈、側鏈或與其它高分子進(jìn)行共混，Nagashima等人報導了首例的有機高分子
并從實(shí)驗和理論上研究了它具有的催化二苯乙炔加氫的性能，Y.Wany報道
的混合物滲入發(fā)光高分子材料聚乙烯咔唑（pvk）中，得到新型高分子光電導體，其光導性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復印、靜電成像以及光探測等技術(shù)中有廣泛應用。摻入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA）可成為很有前途的光學(xué)限幅材料。另外，摻雜的聚苯乙烯的光學(xué)雙穩態(tài)行為也有報道。
醫學(xué)應用
1）用于制造生物活性材料：尼爾森(Nelson）等人報道對田鼠表皮具有潛在的腫瘤毒性。貝爾(Baier）等人認為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(guān)鍵是有效抑制HIVP的活性。日本科學(xué)家報道一種水溶性羧衍生物在可見(jiàn)光照射下具有抑制毒性細胞生長(cháng)和使DNA開(kāi)裂的性能，為衍生物應用于光動(dòng)力療法開(kāi)辟了廣闊的前景。1994年Toniolo等人報道一種水溶注多肽衍生物，可能在人類(lèi)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脂質(zhì)體，發(fā)現其對癌細胞具有很強的殺傷效應。臺灣科學(xué)家報道多羥基衍生物—富勒酵具有吞噬黃嘌呤/黃嘌呤氧化酶產(chǎn)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(yōu)良的清除作用。利用分子的抗輻射性能，將放射性元素置于碳籠內注射到癌變部位能提高放射治療的效力并減少副作用。
2）癌細胞的殺傷效應：經(jīng)光激發(fā)后有很高的單線(xiàn)態(tài)氧的產(chǎn)率，而單線(xiàn)態(tài)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(shù)都有著(zhù)重要關(guān)系。當對的激發(fā)光強度達到4000lx時(shí)，癌細胞受單線(xiàn)態(tài)氧的作用已接近100%死亡，因此能有效地破壞癌細胞的質(zhì)膜和細胞內的線(xiàn)粒體中質(zhì)網(wǎng)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(zhù)在分子上，然后將帶有抗體的分子引向腫瘤，也可以達到殺傷腫瘤細胞的目的。
3）抗病毒作用。人體免疫缺損蛋白酶（HIV-1`protease HIVP）被認為是抗病毒療法中主要抑制對象，富勒烯具有抑制HIVP活性的功效，而抑制HIVP活性是研究治療艾滋病的關(guān)鍵。HIVP的活性部分可以近似的描述為一個(gè)敞開(kāi)式圓柱體，線(xiàn)性排列著(zhù)疏水氨基酸，線(xiàn)性圓柱體的半徑和一個(gè)分子幾乎相同，但由于富勒烯分子是非極性的，因此將其制備成水溶性的或者其衍生物后，就可以嵌入HIVP的活性中心。衍生物的疏水部分與HIVP的活性部位結合相互起來(lái)，親水部分（極性基團）則在膜表面形成溶劑化層，阻斷了HIVP的活性中心，從而達到抑制HIVP的目的。
4）致使DNA裂解。核酸含有生物遺傳信息，是一類(lèi)重要的生物分子，它包括脫氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA兩大類(lèi)，而DNA的裂變將引起細胞凋亡，致使生物體變異。富勒烯具有光物理特性，有很深的顏色，在UV和可見(jiàn)光區顯示了豐富的光化學(xué)行為，在光的激發(fā)下，三線(xiàn)態(tài)可產(chǎn)生約一個(gè)單位能量，通過(guò)能量轉換，可形成高產(chǎn)量的單線(xiàn)態(tài)氧
。而三線(xiàn)態(tài)也能氧化富電子底物。試驗發(fā)現，富勒烯衍生物具有專(zhuān)一地切割DNA的能力。
當然DNA的裂解也會(huì )使有病或異常增值的細胞凋亡，通過(guò)連接靶向性的官能團，可能使富勒烯的作用發(fā)生在特定的部位，這為治療某些癌癥和一些疑難雜癥提供了一條新的途徑，而從單線(xiàn)態(tài)氧到單電子轉移轉移機理，標志著(zhù)對作用機理認識的深入，隨著(zhù)富勒烯作用機理的進(jìn)一步揭示，必將會(huì )給富勒烯及其衍生物在DNA裂解方面的應用帶來(lái)深遠的影響。
5）清除自由基。被喻為吸收游離基的海綿。在某些情況下，生物體需要活性氧來(lái)完成生理過(guò)程，如吞噬細菌、凝血酶原合成、肝臟對外來(lái)毒物的解毒等。但許多情況下，活性氧積累過(guò)剩時(shí)，又會(huì )產(chǎn)生損傷作用，如氧自由基和
能損傷細胞膜，致使一些細胞壞死，人們已經(jīng)發(fā)現許多疾病是由氧自由基觸發(fā)的，機體衰老也與此密切相關(guān)Chiang等人報道水溶性的多羥基富勒烯衍生物fullerenols對消除由黃嘌呤和黃嘌呤氧化酶產(chǎn)生的超氧基有很好的效果，該富勒烯醇化合物比母體減少了它們固有的生物毒性。一些具有電子親和力的富勒烯醇成為合適的試劑，用于生物體系的自由基去除和水溶性的抗氧化劑以減少有病血液中的自由基的濃度和抑制不正常或有病細胞的生長(cháng)，試驗表明，當溶液中富勒醇的濃度為50mg/L時(shí)，對超氧基的清除率可達到80%，同時(shí)通過(guò)光譜吸收試驗和化學(xué)發(fā)光技術(shù)試驗還顯示富勒烯醇的存在對黃嘌呤氧化而產(chǎn)生的尿酸的量沒(méi)有影響，這意味著(zhù)它對黃嘌呤氧化酶沒(méi)有抑制作用，而直接對超氧基起抑制作用。
其他用途
由于用薄膜做基質(zhì)材料可以制成齒狀組合型的電容器，用它來(lái)制成的化學(xué)傳感器具有比傳統的傳感器尺寸小、簡(jiǎn)單、可再生和價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，可能成為傳感器中頗具吸引力的一種候選產(chǎn)品。
富勒烯還具有記憶性，可以用做記憶材料。
流行文化
在流行文化中的富勒烯元素很多，并且在科學(xué)家關(guān)注它們之前就出現了。在《新科學(xué)家》雜志中，曾經(jīng)每周有瓊斯（David E. H. Jones）寫(xiě)的叫做《地達拉斯》（Daedalus）的專(zhuān)欄來(lái)描述各種有趣但很難實(shí)現的科學(xué)和技術(shù)。1966年，他建議可能通過(guò)摻雜雜原子來(lái)扭曲一個(gè)平面的六邊形組成的網(wǎng)來(lái)得到一個(gè)中空的碳球分子。2010年9月4日，谷歌的首頁(yè)上用一個(gè)旋轉的富勒烯取代了GOOGLE圖案中的第二個(gè)"O"來(lái)慶祝巴基球發(fā)現25周年。
參考資料
[1]
科學(xué)家用硼元素組成巴基球 或成新型納米材料 · 華東在線(xiàn)[引用日期2014-08-27]
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可殺傷腫瘤細胞的非金屬單質(zhì)——碳60
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