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超導(dǎo)體
富勒烯先進(jìn)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(duì)富勒烯的應(yīng)用研究取得了不少進(jìn)展。富勒烯獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，對(duì)化學(xué)、物理、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等學(xué)科產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。富勒烯在先進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域中，尤其是潤滑材料、催化劑、超導(dǎo)體、非線性光學(xué)、分子磁體、儲(chǔ)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(xué)穩(wěn)定性，其抗壓能力強(qiáng)，表面能低，分子內(nèi)的作用力強(qiáng)，分子間作用力相對(duì)較弱，具有穩(wěn)定的自潤滑特性和分子滾珠效應(yīng)。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(yīng)用前景。
富勒烯以其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)、特殊的電子性質(zhì)、限域效應(yīng)以及對(duì)金屬催化劑的分散性能等特點(diǎn)，使其在催化領(lǐng)域具有十分誘人的應(yīng)用前景。富勒烯能夠催化單線態(tài)氧的化學(xué)反應(yīng)、固氮反應(yīng)、金剛石合成反應(yīng)、推進(jìn)劑燃燒反應(yīng)等。目前，以富勒烯為基礎(chǔ)的催化劑顯示出了較好的工業(yè)應(yīng)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(jì)最偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，超導(dǎo)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(xué)研究、信息通訊、工業(yè)加工、能源存儲(chǔ)、交通運(yùn)輸、生物醫(yī)學(xué)乃至航空航天等領(lǐng)域均有重大的應(yīng)用前景。富勒烯C60分子本身不具有超導(dǎo)性，但當(dāng)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?dǎo)體，具有很高的超導(dǎo)臨界溫度，是目前已知的具有最高超導(dǎo)臨界溫度的分子超導(dǎo)體。C60系列超導(dǎo)體具有完美的三維超導(dǎo)性、電流密度大、穩(wěn)定性高、易于展成線材等優(yōu)點(diǎn)，是一類極具價(jià)值的新型超導(dǎo)材料。
富勒烯具有三維離域π電子共軛體系和高度對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，使得它具有優(yōu)良的非線性光學(xué)（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(xué)系數(shù)。富勒烯是良好的非線性光學(xué)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(yīng)，可以用于制造光限制器，保護(hù)光學(xué)傳感器免受強(qiáng)光脈沖的損害，并在光計(jì)算、光記憶、光信號(hào)處理及控制等方面有良好的應(yīng)用前景。
富勒烯及其衍生物具有較大的電子親和勢(shì)，能夠與電子給體或金屬形成電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合物或富勒烯鹽，同時(shí)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(chǔ)氫材料、燃料電池等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用前景。但是，目前對(duì)于富勒烯及其衍生物的磁性來源，儲(chǔ)氫機(jī)理以及電催化劑機(jī)理研究不夠深入，有待進(jìn)一步揭開其理論基礎(chǔ)，也進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)應(yīng)用進(jìn)展。隨著富勒烯基礎(chǔ)研究的不斷深入和發(fā)展成熟，富勒烯工業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)研究也不斷的繼續(xù)深入，從而帶動(dòng)富勒烯的實(shí)際工業(yè)應(yīng)用。
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