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超導體
富勒烯先進工業(yè)
富勒烯的發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在已經(jīng)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(jié)構(gòu)和特殊的物理化學性質(zhì)，對化學、物理、材料科學、生物醫(yī)學等學科產(chǎn)生了深遠的影響。富勒烯在先進工業(yè)領(lǐng)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(lǐng)域顯示出誘人的前景。
富勒烯C60分子具有特殊的球形結(jié)構(gòu)和較高的化學穩(wěn)定性，其抗壓能力強，表面能低，分子內(nèi)的作用力強，分子間作用力相對較弱，具有穩(wěn)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(lǐng)域具有廣闊的應用前景。
富勒烯以其獨特的分子結(jié)構(gòu)、特殊的電子性質(zhì)、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(lǐng)域具有十分誘人的應用前景。富勒烯能夠催化單線態(tài)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(yè)應用前景，并已經(jīng)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(fā)現(xiàn)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(yè)加工、能源存儲、交通運輸、生物醫(yī)學乃至航空航天等領(lǐng)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(zhuǎn)變?yōu)槌瑢w，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(wěn)定性高、易于展成線材等優(yōu)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(jié)構(gòu)，使得它具有優(yōu)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(shù)。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(guān)。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(zhuǎn)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(lǐng)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(yè)應用進展。隨著富勒烯基礎研究的不斷深入和發(fā)展成熟，富勒烯工業(yè)應用基礎研究也不斷的繼續(xù)深入，從而帶動富勒烯的實際工業(yè)應用。
