納米碳材料— —富勒烯促

納米碳材料— —富勒烯 2022/03/14 13:19

（一） ? 簡介 ?

富勒烯(Fullerene)是由60個碳原子組成的 C ₆₀ 、70個碳原子組成的C ₇₀ 、50個碳原子組成的C ₅₀ 等一類化合物的總稱，和石墨、碳納米管一樣，也是碳的一種同素異形體。 Kroto,Smalley和Curl等人首次觀察到了C ₆₀ 的結構，因此共同獲得了1996年的諾貝爾化學獎。隨后，人們又陸續發現了C ₆₀ 簇分子C ₂₈ 、C ₃₄ 、C ₈₄ 等。

（二） ? 應用 ?

富勒烯的最獨特之處在于它是一種卓越的電子受體，具有n型半導體的特性，因此可以作為電子載體的有機電子材料廣泛應用于各種研究工作中。

性質	應用
超導	超導材料、納米器件
非線性光學性質	光學計算機和光纖通訊
電子受體	太陽能電池、催化劑
捕捉自由基	化妝品、添加劑、磁體、紡織物
DNA親和	藥物載體、基因運載、DNA剪裁
高效吸附	生物檢測、TNT檢測、沙林檢測
納米材料	記憶元件、超級耐高溫潤滑劑，高能蓄電池、燃料、太空火箭推進劑

此外，富勒烯通過加成反應或其它化學修飾容易制備出相應的富勒烯衍生物。與其它納米材料類似，未經修飾的富勒烯溶解性也較差，但是通過引入溶解性高的官能團，可以制備出可溶液加工的電子材料。

比如，苯基-C ₆₁ -丁酸甲酯(PCBM)和茚-C ₆₀ 二加合物(ICBA)在制造可溶液加工的電子器件方面，都是有效的有機半導體。這些富勒烯衍生物是n型有機半導體，與p型共軛聚合物混合后，可以用來制造有機太陽能電池(OPV)。另外，富勒烯衍生物在有機晶體管中的應用也被報道過。

富勒烯作為一個重要的碳材料家族，具有精確定義的零維結構，在過去的幾十年中，因其高電子親和力和明確的分子結構而引起了廣泛的關注。近年來，富勒烯相關材料因其優異的離子導電性和獨特的結構而被應用于可充電電池：

硅-C ₆₀ 和C ₆₀ -Sn已被開發為鋰離子電池的陽極；C ₆₀ 被用作可充電金屬鎂電池的陰極，其衍生物被用作鋰離子電池的高級陽極材料，作為雙功能電解質添加劑來保護金屬鋰陽極等。

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