Фуллерен C60 CAS № 99685-96-8 Фуллерен C60

Молекулярная структура C60 напоминает современный футбольный мяч: сферический 32-гранник, состоящий из 12 непересекающихся пятиугольников и 20 шестиугольников, причем все 60 атомов углерода полностью эквивалентны. Каждый атом углерода расположен в вершине пятиугольника или шестиугольника, образуя σ-связи с тремя соседними атомами углерода посредством sp²-гибридизации, а остальные p-орбитальные электроны образуют сопряженную π-систему как внутри, так и снаружи сферической оболочки. Из-за сходства со сферической купольной архитектурой, спроектированной архитектором Бакминстером Фуллером, он получил название Бакминстерфуллерен, широко известный как «бакибол».

Основные преимущества производительности:

• Структурная стабильность : σ-связи углерод-углерод и π-сопряженная система позволяют C60 оставаться стабильным в экстремальных условиях (высокая температура, радиация).

• Отличные электронные свойства : высокое сродство к электрону, небольшая энергия реорганизации, высокая подвижность электронов; проводимость можно регулировать путем легирования (полупроводник → проводник → сверхпроводник)

• Широкое поглощение света : диапазон поглощения света охватывает длины волн от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного диапазона.

• Антиоксидантная активность : антиоксидантная способность в 125 раз выше, чем у витамина С, эффективно удаляет свободные радикалы.

• Модифицируемость поверхности : функциональная.ups могут быть присоединены через ковалентные связи (например, карбоксильные, амино) или нековалентные связи (π-π-стопка)

• Эндоэдральное наполнение : металлы или нитриды могут быть инкапсулированы внутри фуллереновой клетки, образуя эндоэдральные металлофуллерены.

1. Энергетическое поле

• Солнечные элементы : как материал-акцептор электронов, он демонстрирует хорошие характеристики транспорта электронов и фотостабильность, повышая эффективность преобразования энергии перовскитных солнечных элементов и органических фотоэлектрических элементов.

• Фотокатализ : используется в качестве фотокатализатора фотолитического расщепления воды с получением водорода, обеспечивая скорость выделения водорода до 1,2 ммоль/г/ч с эффективностью 23%.

• Суперконденсаторы : большая площадь поверхности и превосходные электрохимические свойства делают C60 идеальным материалом для высокопроизводительных устройств хранения энергии.

2.Электроника и оптоэлектроника

• Органические оптоэлектронные устройства : используются в фотодетекторах, фотодиодах и органических светодиодах (OLED); высокая подвижность электронов C60 эффективно улучшает производительность устройства

• Гибкая электроника : материалы, легированные C60, можно использовать для изготовления гибких дисплеев с радиусом изгиба <1 мм.

• Квантовые вычисления : клетка C60 может служить «квантовой защитной оболочкой» для кубитов. IBM планирует выпустить прототип чипа, содержащего 1000 кубитов, на основе технологии инкапсуляции C60

3. Биомедицинская область.

• Антиоксидант/против старения : антиоксидантная способность в 125 раз выше, чем у витамина С, широко используется в высококачественных продуктах по уходу за кожей и пищевых добавках.

• Доставка лекарств : клеточная структура C60 может инкапсулировать молекулы лекарства для адресной доставки, повышая эффективность и уменьшая побочные эффекты.

• Фотодинамическая терапия : действует как фотосенсибилизатор, разрушая раковые клетки под действием света и кислорода, используется при лечении рака.

• Генная терапия : наноносители липосом C60 могут повысить эффективность доставки миРНК до 85%, достигая 70% уменьшения опухоли на моделях рака молочной железы.

4.Материаловедение и катализ.

• Катализ : может служить «электронным буфером» в сочетании с металлическими катализаторами для таких реакций, как производство синтез-газа и конверсия CO₂.

• Модификация полимера : используется для улучшения механических свойств и термической стабильности полимерных материалов.

• Умные материалы : полимеры с памятью формы, легированные C60, восстанавливают форму на 99% под действием инфракрасного света, используются в адаптивных конструкциях аэрокосмической отрасли.

• Датчики : композиты C60-SnO₂ обеспечивают чувствительность на уровне частей на миллиард для обнаружения NO₂, применяемого для мониторинга качества воздуха.

5. Другие приложения

• Смазочные материалы: в качестве высокоэффективных присадок к смазочным материалам.

• Косметика : Сырье для антивозрастных средств по уходу за кожей.

• Материалы для хранения водорода : Каркасную структуру C60 можно использовать для хранения водорода.