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第五章第五章 发展中的新型碳材料发展中的新型碳材料富勒烯（学名），又称足球烯、碳六十、又译巴基球、富勒烯（学名），又称足球烯、碳六十、又译巴基球、巴克球（巴克球（Bucky BallBucky Ball），英文为），英文为Buckminster FullerBuckminster Fuller，简，简称称FullereneFullerene富勒烯也作为碳六十、碳七十等此类物质的统称富勒烯也作为碳六十、碳七十等此类物质的统称是与金刚石同素异形是与金刚石同素异形( (同质多象同质多象) )C60C60分子间通过范德华力形成分子晶体，熔、沸点较低，分子间通过范德华力形成分子晶体，熔、沸点较低，硬度较小，易溶于苯、酒精等有机溶剂，不导电硬度较小，易溶于苯、酒精等有机溶剂，不导电第一节第一节 富勒烯富勒烯 19851985年，年，RiceRice大学的大学的H.W.KrotoH.W.Kroto、、R.F.Curl R.F.Curl 和和R.E.SmalleR.E.Smalley y等发现用激光束使石墨蒸发，用等发现用激光束使石墨蒸发，用1010大气压的氦气产生超大气压的氦气产生超声波，在喷咀上能生成性质十分稳定的一种新的碳的同声波，在喷咀上能生成性质十分稳定的一种新的碳的同素异形体。

经过飞行时间质谱证实，它的确不含其它元素素异形体经过飞行时间质谱证实，它的确不含其它元素，其组成主要是，其组成主要是C C6060这一发现轰动科学界，它不仅为碳的同素异形体家族增添这一发现轰动科学界，它不仅为碳的同素异形体家族增添了一名新的成员，更重要的是，这个意料之外的发现开辟了一名新的成员，更重要的是，这个意料之外的发现开辟了化学研究的新领域，由此这三位科学家荣获了化学研究的新领域，由此这三位科学家荣获19961996年诺贝年诺贝尔化学奖尔化学奖                                               助                                                                                                                                                   碳分子图库碳分子图库从左边起，依次为金刚石、石墨、碳链、C60、C70 和纳米管  石墨金刚石富勒烯C—C键长（nm）层内：0.1415层间距：0.33540.1545六边形相邻边：0.1391六边形与五边形邻边：0.1455晶型混合型原子型分子型（室温晶格：面心立方）C60直径：0.7nm内腔：0.5nm导电性能导电不导电，可以成为半导体材料不导电，掺金属入内腔后有可能成为超导体化学性质稳定，高温下可以与强氧化性酸和活泼金属起反应稳定，高温下可以被氧化活泼，可在球面上起多种反应。

腔内可包容金属原子 一、富勒烯一、富勒烯C C6060的结构的结构19851985年，克鲁托（年，克鲁托（KrotoKroto）等获得了以碳六十为主的质谱图，）等获得了以碳六十为主的质谱图，受建筑学家富勒（受建筑学家富勒（FulleyFulley）为）为19671967年蒙特利尔世界博览会设计年蒙特利尔世界博览会设计的巨蛋建筑物的启发，提出了的巨蛋建筑物的启发，提出了C60C60结构为了纪念此事，克鲁结构为了纪念此事，克鲁托便把碳六十以巨蛋建筑物的设计者巴克尼斯特托便把碳六十以巨蛋建筑物的设计者巴克尼斯特- -富勒富勒（（Buckminster FullerBuckminster Fuller）之名來命名，所以称富勒烯之名來命名，所以称富勒烯碳六十由碳六十由6060个碳原子构成球形个碳原子构成球形3232面体，其中面体，其中1212个为正五边形，个为正五边形，2020个为正六边形，它是一种封闭的笼状结构个为正六边形，它是一种封闭的笼状结构碳六十微观空间结构碳六十微观空间结构碳六十球棒模型碳六十球棒模型碳六十棒模型碳六十棒模型碳六十比例模型碳六十比例模型碳六十呈足球形状：从正碳六十呈足球形状：从正2020面体去顶，可以变形为面体去顶，可以变形为3232面体，面体，其中其中1212个为正五边形，个为正五边形，2020个为正六边形。

因此，碳六十又个为正六边形因此，碳六十又称足球烯称足球烯 碳六十是面心立方密堆积结构碳六十是面心立方密堆积结构(X(X射线衍射法测定射线衍射法测定) )碳六十球面的构型碳六十球面的构型面心立方密堆结构面心立方密堆结构碳二十的球棒和比例模型碳七十微观空间结构二、富勒烯C60的制备为寻找高产率大量为寻找高产率大量C C6060的制备方法，人们进行了广泛的探索，的制备方法，人们进行了广泛的探索，直到直到19901990年使用电弧放电装置生产出年使用电弧放电装置生产出mgmg量的产品，才有了量的产品，才有了突破性的进展目前，突破性的进展目前，g g量级的富勒烯已被制备出来量级的富勒烯已被制备出来富勒烯制备方法的进展促进了其物理、化学性质的深入研究富勒烯制备方法的进展促进了其物理、化学性质的深入研究及应用研究的广泛开展目前世界上不少著名科学家和一流及应用研究的广泛开展目前世界上不少著名科学家和一流研究机构正致力于研究机构正致力于C C60 60 / C/ C7070制备技术的研究，预计这一技术制备技术的研究，预计这一技术在不远的将来会有重大突破在不远的将来会有重大突破1 1        石墨激光汽化法石墨激光汽化法最初于室温下最初于室温下HeHe气流中用脉冲激光技术蒸发石墨导致了气流中用脉冲激光技术蒸发石墨导致了C C60 60 的的发现，碳蒸气的快速冷却导致了发现，碳蒸气的快速冷却导致了C C6060分子的形成。

由时间飞行质分子的形成由时间飞行质谱检测到的谱检测到的C C6060存在但它只在气相中产生极微量的富勒烯，经存在但它只在气相中产生极微量的富勒烯，经研究发现研究发现C C6060可溶于甲苯随后的研究表明其中还包含着分子量可溶于甲苯随后的研究表明其中还包含着分子量更大的富勒烯此后发现在一个炉中预加热石墨靶到更大的富勒烯此后发现在一个炉中预加热石墨靶到120012000 0C C可可大大提高大大提高C C6060的产率，但用此方法无法收集到常量的样品的产率，但用此方法无法收集到常量的样品 2 2        石墨电弧放电法石墨电弧放电法电阻热放电技术是第一个产生出常量富勒烯的方法，这一技电阻热放电技术是第一个产生出常量富勒烯的方法，这一技术仍然是目前知道的较高产率制造方法之一许多研究小组术仍然是目前知道的较高产率制造方法之一许多研究小组对此方法加以改进，获得了可溶性富勒烯对此方法加以改进，获得了可溶性富勒烯. .通常可占蒸发石墨通常可占蒸发石墨的的20%20%，有时可达，有时可达30%30%以上遗憾的是由于内在原因，根本以上遗憾的是由于内在原因，根本上限制了所使用碳棒的直径必须在上限制了所使用碳棒的直径必须在3mm3mm以内，因此只能小量以内，因此只能小量生产。

主要的困难是碳棒中部温度最高，碳的蒸发速度也最快，生产主要的困难是碳棒中部温度最高，碳的蒸发速度也最快，很快变细直到断裂，运行中断此外，快速蒸发的温度很高很快变细直到断裂，运行中断此外，快速蒸发的温度很高（＞（＞300030000 0C C），整个碳棒黑体的辐射能量损失也大，经济上），整个碳棒黑体的辐射能量损失也大，经济上也不合算也不合算3 3        利用太阳能加热石墨法利用太阳能加热石墨法富勒烯的发现者之一富勒烯的发现者之一SmalleySmalley等用聚焦太阳光直接蒸发碳等用聚焦太阳光直接蒸发碳高产率制备了富勒烯为了提高富勒烯和掺杂金属富勒烯高产率制备了富勒烯为了提高富勒烯和掺杂金属富勒烯的产率，在广泛的探索中他们发现电弧光对富勒烯的光化的产率，在广泛的探索中他们发现电弧光对富勒烯的光化学破坏可能是碳电弧技术中碳棒放大尺寸的主要障碍据学破坏可能是碳电弧技术中碳棒放大尺寸的主要障碍据此，考虑了数种排除光化学分解，同时增加碳棒尺寸以扩此，考虑了数种排除光化学分解，同时增加碳棒尺寸以扩大生产规模的方式后，他们认为最好的方法是利用太阳光大生产规模的方式后，他们认为最好的方法是利用太阳光。

SmalleySmalley等认为：采用大型太阳炉装置也许是大量生产富勒等认为：采用大型太阳炉装置也许是大量生产富勒烯的唯一途径，它不仅避免了强紫外线辐射对富勒烯的光烯的唯一途径，它不仅避免了强紫外线辐射对富勒烯的光化学破坏作用，同时使碳蒸气到达缓冷区之前不会形成凝化学破坏作用，同时使碳蒸气到达缓冷区之前不会形成凝块，解决了石墨电弧或等离子体法中遇到的产量限制问题块，解决了石墨电弧或等离子体法中遇到的产量限制问题4 4、石墨高频电炉加热蒸发法、石墨高频电炉加热蒸发法19921992年年PeterPeter和和JansenJansen等利用高频电炉在等利用高频电炉在270027000 0C C，，150K Pa150K Pa He He气氛中于一个氮化硼支架上直接加热石墨样品，得到产率气氛中于一个氮化硼支架上直接加热石墨样品，得到产率为为8%~12%8%~12%的烟灰这是一种直接加热石墨的方式，它与太的烟灰这是一种直接加热石墨的方式，它与太阳能加热石墨法的共同点是：石墨尺寸比原先阳能加热石墨法的共同点是：石墨尺寸比原先Kratschmer Kratschmer ~ Huffman~ Huffman法允许大得多。

但是两者的辐射能量利用率和法允许大得多但是两者的辐射能量利用率和产率都不能与石墨电弧放电法竞争产率都不能与石墨电弧放电法竞争5 5  苯火焰燃烧法苯火焰燃烧法压力、压力、C / OC / O比值、温度稀释气体的种类和浓度等因素对预混比值、温度稀释气体的种类和浓度等因素对预混合的苯合的苯/ /氧层流火焰也产生富勒烯，但比苯燃烧产率低从苯氧层流火焰也产生富勒烯，但比苯燃烧产率低从苯/ /氧火焰可得到较大量的氧火焰可得到较大量的C C60 60 / C/ C7070，得到产率高达，得到产率高达20%20%的烟灰，的烟灰，按原料消耗计可得到按原料消耗计可得到0.5%0.5%的的C C6060和和C C7070C C60 60 / C/ C7070的最大生成的最大生成速率出现在速率出现在9199Pa9199Pa压力、压力、C / O=0.989C / O=0.989、、25%25%氦稀释气体氦稀释气体燃烧合成法不仅提供了一条新的大量制备富勒烯的方法，而燃烧合成法不仅提供了一条新的大量制备富勒烯的方法，而且能够在很大范围内控制产物的分布，还在火焰中发现了富且能够在很大范围内控制产物的分布，还在火焰中发现了富勒烯亚稳态的异构体。

苯火焰燃烧法有可能成为大规模工业勒烯亚稳态的异构体苯火焰燃烧法有可能成为大规模工业生产富勒烯的方法，由此可制备出不同种类的富勒烯生产富勒烯的方法，由此可制备出不同种类的富勒烯三、富勒烯三、富勒烯C C6060的性质的性质 以以C C6060为代表的富勒烯构成了碳的第三种稳定的新形态为代表的富勒烯构成了碳的第三种稳定的新形态C C6060漂亮的足球形状和完美的对称性从一出世就注定漂亮的足球形状和完美的对称性从一出世就注定要引起人们的关注和兴趣要引起人们的关注和兴趣. .尤为重要的是，这些富勒烯尤为重要的是，这些富勒烯几乎无一例外地表现出十分独特的物理化学性质，显示几乎无一例外地表现出十分独特的物理化学性质，显示广阔的潜在应用前景广阔的潜在应用前景. .具有稳定结构的富勒烯分子具有稳定结构的富勒烯分子（如（如C C6060球等）具有丰富的物理化学内涵，对富勒烯进行球等）具有丰富的物理化学内涵，对富勒烯进行化学修饰可以得到种类繁多的各种化合物，特别是掺杂化学修饰可以得到种类繁多的各种化合物，特别是掺杂C C6060化合物中较高转变温度超导电性的发现，更引起人们化合物中较高转变温度超导电性的发现，更引起人们极大的兴趣极大的兴趣. .富勒烯及其化合物的奇特性质为物理学、富勒烯及其化合物的奇特性质为物理学、化学，特别是材料科学的发展及富勒烯材料的应用开辟化学，特别是材料科学的发展及富勒烯材料的应用开辟了广阔的前景了广阔的前景. .1 1、富勒烯的物理性质、富勒烯的物理性质富勒烯晶体（如富勒烯晶体（如C C6060固体）由于是由一个个分子堆砌形固体）由于是由一个个分子堆砌形成的，分子本身的化学键已达到饱和和封闭，不需要其成的，分子本身的化学键已达到饱和和封闭，不需要其他原子来满足其表面化学键的要求他原子来满足其表面化学键的要求. .因此从这种意义上因此从这种意义上说，富勒烯是今天已知有限大小的唯一稳定形式的纯碳说，富勒烯是今天已知有限大小的唯一稳定形式的纯碳. .　　 C C6060是三维欧几里得空间中可能存在的最对称的分子，是三维欧几里得空间中可能存在的最对称的分子，所以它称得上是圆形分子中最圆的分子所以它称得上是圆形分子中最圆的分子. .由于它的圆由于它的圆球形状和特殊稳定性，一出世就有人提议用它来作球形状和特殊稳定性，一出世就有人提议用它来作分子滚珠，制成润滑剂分子滚珠，制成润滑剂. .纯净的纯净的C C6060晶体不导电，理论计算表明，晶体不导电，理论计算表明，C C6060是一种类是一种类似于似于GaAsGaAs的直接能隙半导体的直接能隙半导体. .与与GaAsGaAs不同的是，不同的是，C C6060分分子在格点位置高速无序地自由转动子在格点位置高速无序地自由转动. .因此因此C C6060固体成为固体成为继继SiSi、、GeGe和和GaAsGaAs等之后的又一种新型半导体材料等之后的又一种新型半导体材料. .研究表明，研究表明，C C6060薄膜能在晶体基质上迅速生长薄膜能在晶体基质上迅速生长. .已在已在GaAsGaAs的的基片上成功地制备了基片上成功地制备了C C6060-K-K3 3C C6060异质结膜，由于异质结膜，由于K K3 3C60C60为一为一稳定相，因此在稳定相，因此在C C6060与与K K3 3C C6060膜之间存在非常稳定和清晰的膜之间存在非常稳定和清晰的界面界面. .这种异质结膜可能成为适宜于微电子加工的材料这种异质结膜可能成为适宜于微电子加工的材料. .富勒烯络合物可以在不含金属的条件下表现出铁磁性特征富勒烯络合物可以在不含金属的条件下表现出铁磁性特征. .C C6060分子上存在环电流，但由于分子上存在环电流，但由于C C6060分子的无序转动，使得分子的无序转动，使得C C6060分子产生的磁性相互抵消，人们希望能更高居里温度分子产生的磁性相互抵消，人们希望能更高居里温度的的C C6060有机铁磁体材料有机铁磁体材料. .C C6060和和C C7070都是深色晶状固体，微溶于通常的有机溶剂，如苯、都是深色晶状固体，微溶于通常的有机溶剂，如苯、甲苯、甲苯、CSCS2 2等，其溶液呈粉红到红色，纯等，其溶液呈粉红到红色，纯C C6060甲苯溶液呈绦紫甲苯溶液呈绦紫色，纯色，纯C C7070甲苯溶液呈橙黄色甲苯溶液呈橙黄色.C.C6060除了具有一系列独特的物理除了具有一系列独特的物理化学性质外，化学性质外，C C6060和和C C7070本身又是一种良好的非线性光学材料本身又是一种良好的非线性光学材料. .在一个大气压下，在一个大气压下，C C6060固体在固体在400℃400℃时开始升华，到时开始升华，到450℃450℃时时开始燃烧，实验发现，开始燃烧，实验发现，C C6060固体可以承受固体可以承受2020万个大气压的各万个大气压的各向同性静压强，同时其晶格常数从常压下的向同性静压强，同时其晶格常数从常压下的14.2014.20减小到减小到2020万个大气压下的万个大气压下的12.45.12.45.2 2、、C60C60的电子结构的电子结构C C6060是一个包含是一个包含6060个碳原子的大分子，分子中共有个碳原子的大分子，分子中共有6060×6=360×6=360个个电子，因此电子，因此C C6060分子的电子结构是一个复杂的多体问题分子的电子结构是一个复杂的多体问题. . 由于由于C C6060具有封闭球电子壳和二十面体对称性，使具有封闭球电子壳和二十面体对称性，使C C6060分子在某些方面具分子在某些方面具有有“大原子大原子”的性质的性质. .C C6060分子间是弱的范德瓦尔斯相互作用，晶态分子间是弱的范德瓦尔斯相互作用，晶态C C6060是一种典型的是一种典型的分子固体分子固体. .　　 C C6060分子更倾向于得到电子分子更倾向于得到电子.C.C6060的荷电情况与其周围环境及存的荷电情况与其周围环境及存在的状态有关在的状态有关.C.C6060具有储存电子的能力，有希望在再充电电具有储存电子的能力，有希望在再充电电池方面获得应用池方面获得应用. .3 3、、C60C60的化学修的化学修饰C C6060具有足球状的中空笼式结构，包含了两种类型的键具有足球状的中空笼式结构，包含了两种类型的键——单键和双键单键和双键.C.C6060分子上分子上6060个相对自由的个相对自由的ππ电子和电子和3030个双键使它具有比平面结构的苯分子更为丰富的个双键使它具有比平面结构的苯分子更为丰富的化学内涵，因此化学内涵，因此C C6060虽然具有异常稳定的分子结构，虽然具有异常稳定的分子结构，其化学性质却是相当活泼的其化学性质却是相当活泼的. .人们可以向人们可以向C C6060笼内注入笼内注入或在其表面镶嵌其他原子或原子团，形成各种衍生物或在其表面镶嵌其他原子或原子团，形成各种衍生物. .C C6060分子之间还能产生二聚化，富勒烯分子相互结合能分子之间还能产生二聚化，富勒烯分子相互结合能形成各种聚合物形成各种聚合物. .笼内掺杂笼内掺杂C C6060分子具有典型的中空分子具有典型的中空笼式式结构，分子直径构，分子直径为7.17.1，圆球，圆球中心有一个直径约中心有一个直径约3.63.6的空腔，几乎可容纳所有元素的阳的空腔，几乎可容纳所有元素的阳离子离子. .对于一些较小的原子（如氮），人们可以通过加速使其直对于一些较小的原子（如氮），人们可以通过加速使其直接穿过碳壁注入接穿过碳壁注入C C6060笼中；而对较重的原子，可以采用激光笼中；而对较重的原子，可以采用激光蒸发的方法使蒸发的方法使C C6060分子打开其宠，将一些像镧和钇那样的原分子打开其宠，将一些像镧和钇那样的原子掺入其中，然后重新关闭，形成金属富勒烯子掺入其中，然后重新关闭，形成金属富勒烯气体吸附气体吸附C C6060除了能在笼内装入其他原子外，它还能在其表面吸附气体除了能在笼内装入其他原子外，它还能在其表面吸附气体分子分子. .巴基球只吸收体积适合的某些气体，如巴基球只吸收体积适合的某些气体，如N N2 2，，O O2 2等等. .在加压在加压的条件下，每个巴基球可吸收多达的条件下，每个巴基球可吸收多达6 6个氧气分子个氧气分子. .气体分子附加气体分子附加到到C C6060上或与其反应后，还可以改变其性质上或与其反应后，还可以改变其性质.C.C6060固体本身是一种固体本身是一种半导体，其电阻率相当高，近似于绝缘体半导体，其电阻率相当高，近似于绝缘体. .研究发现氧气分子加研究发现氧气分子加到到C C6060球上后对其电导和光电导均有重大影响，氧的作用可使它球上后对其电导和光电导均有重大影响，氧的作用可使它们的数值降低几个量级们的数值降低几个量级. .另外发现氧对另外发现氧对C C6060的聚合也会产生影响，的聚合也会产生影响，C C6060除了能与其他原子、分子或原子除了能与其他原子、分子或原子团反反应外，外，C C6060分子分子之之间也能通也能通过化学化学键连接起来形成聚合物接起来形成聚合物. .两个两个C C6060分子分子或它们的复合物通过或它们的复合物通过C-CC-C键连接起来即产生二聚化反应键连接起来即产生二聚化反应. .根据根据C-CC-C键的不同，键的不同，C C6060的二聚化可分为强二聚化和弱的二聚化可分为强二聚化和弱二聚化二聚化. .弱二聚化是指两个弱二聚化是指两个C C6060分子之间由一个分子之间由一个C-CC-C单键连接单键连接C C6060的强二聚化是指两个的强二聚化是指两个C C6060分子直接结合起来，形成新的分子直接结合起来，形成新的分子团簇分子团簇. .加成反应加成反应C C6060分子上交替存在的单键和双键使其能很容易地打开其双分子上交替存在的单键和双键使其能很容易地打开其双键而与其他原子、分子或原子基团发生相互作用键而与其他原子、分子或原子基团发生相互作用. .这种反应这种反应显示十分丰富的化学内容，人们采用各种元素和有机基团显示十分丰富的化学内容，人们采用各种元素和有机基团获得了大量的获得了大量的C C6060加成物加成物. .最先人们想到的是给最先人们想到的是给C C6060加氢或添加氢或添加卤素原子，因为这些原子是显示加卤素原子，因为这些原子是显示±1±1价的元素价的元素. .C C6060分子的每一个碳原子添加一个氟原子，得到一种完全氟分子的每一个碳原子添加一个氟原子，得到一种完全氟化的化的C C6060F60F60（称（称“特氟隆球特氟隆球”））. .这种白色粉末状物质是一种这种白色粉末状物质是一种超级耐高温材料，被认为是一种比超级耐高温材料，被认为是一种比C C6060更好的润滑剂更好的润滑剂. .四、富勒烯四、富勒烯C C6060的应用的应用由于特殊的结构和性质，由于特殊的结构和性质，C C6060在超导、磁性、光学、催化、在超导、磁性、光学、催化、材料及生物等方面表现出优异的性能，得到广泛的应用。

材料及生物等方面表现出优异的性能，得到广泛的应用特别是特别是19901990年以来制备出克量级的年以来制备出克量级的C C6060，使，使C C6060的应用研的应用研究更加全面、活跃究更加全面、活跃    C C6060分子本身是不导电的绝缘体，但当碱金属嵌人分子本身是不导电的绝缘体，但当碱金属嵌人C C6060分子分子之间的空隙后，之间的空隙后，C C6060与碱金属的系列化合物将转变为超导体，与碱金属的系列化合物将转变为超导体，如如K K3 3C C6060即为超导体，且具有很高的超导临界温度与氧化即为超导体，且具有很高的超导临界温度与氧化物超导体比较，物超导体比较，C C6060系列超导体具有完美的三维超导性，电系列超导体具有完美的三维超导性，电流密度大，稳定性高，易于展成线材等优点，是一类极具流密度大，稳定性高，易于展成线材等优点，是一类极具价值的新型超导材料价值的新型超导材料1 1、超导体、超导体     与超导性一佯，铁磁性是物质世界的另一种奇特性质与超导性一佯，铁磁性是物质世界的另一种奇特性质AllemandAllemand等人在等人在C C6060的甲苯溶液中加入过量的强供电子有的甲苯溶液中加入过量的强供电子有机物四机物四( (二甲氨基二甲氨基) )乙烯乙烯(TDAE)(TDAE)，得到了，得到了C C6060(TDAE(TDAE)0.86)0.86的黑的黑色微晶沉淀，经磁性研究后表明是一种不含金属的软铁色微晶沉淀，经磁性研究后表明是一种不含金属的软铁磁性材料。

居里温度为磁性材料居里温度为16.1K,16.1K,高于迄今报道的其它有机高于迄今报道的其它有机分子铁磁体的居里温度由于有机铁磁体在磁性记忆材分子铁磁体的居里温度由于有机铁磁体在磁性记忆材料中有重要应用价值，因此研究和开发料中有重要应用价值，因此研究和开发C C6060有机铁磁体，有机铁磁体，特别是以廉价的碳材料制成磁铁替代价格昂贵的金属特别是以廉价的碳材料制成磁铁替代价格昂贵的金属具有非常重要的意义具有非常重要的意义2 2、有机软铁磁体、有机软铁磁体    由于由于C C6060分子中存在的三维高度非定域分子中存在的三维高度非定域( (电子共轭结构使电子共轭结构使得它具有良好的光学及非线性光学性能如它的光学限制得它具有良好的光学及非线性光学性能如它的光学限制性在实际应用中可做为光学限幅器性在实际应用中可做为光学限幅器C C6060还具有较大的非线还具有较大的非线性光学系数和高稳定性等特点，使其做为新型非线性光学性光学系数和高稳定性等特点，使其做为新型非线性光学材料具有重要的研究价值，有望在光计算、光记忆、光信材料具有重要的研究价值，有望在光计算、光记忆、光信号处理及控制等方面有所应用。

还有人研究了号处理及控制等方面有所应用还有人研究了C C6060化合物的化合物的倍频响应及荧光现象，基于倍频响应及荧光现象，基于C C6060光电导性能的光电开关和光光电导性能的光电开关和光学玻璃已研制成功学玻璃已研制成功C C6060与花生酸混合制得的与花生酸混合制得的C C6060－花生酸多－花生酸多层层LBLB膜具有光学累积和记录效应膜具有光学累积和记录效应3 3、光学材料、光学材料由于由于C C6060特殊笼形结构及功能，将特殊笼形结构及功能，将C C6060做为新型功能基团引入做为新型功能基团引入高分子体系，得到具有优异导电、光学性质的新型功能高分高分子体系，得到具有优异导电、光学性质的新型功能高分子材料从原则上讲，子材料从原则上讲，C C6060可以引人高分子的主链、侧链或与可以引人高分子的主链、侧链或与其它高分子进行共混，其它高分子进行共混，Nagashima Nagashima 等人报导了首例等人报导了首例C C6060的有机的有机高分子高分子C C6060Pdn Pdn 并从实验和理论上研究了它具有的催化二苯乙并从实验和理论上研究了它具有的催化二苯乙炔加氢的性能，炔加氢的性能，Y.WanyY.Wany报道报道C C6060/C/C7070的混和物渗入发光高分子的混和物渗入发光高分子材料聚乙烯咔唑（材料聚乙烯咔唑（pvkpvk）中，得到新型高分子光电导体，其光）中，得到新型高分子光电导体，其光导性能可与某些最好的光导材料相媲美。

这种光电导材料在导性能可与某些最好的光导材料相媲美这种光电导材料在静电复印、静电成像以及光探测等技术中有广泛应用静电复印、静电成像以及光探测等技术中有广泛应用C C6060掺入掺入聚甲基丙烯酸甲酯（聚甲基丙烯酸甲酯（PMMAPMMA）可成为很有前途的光学限幅材料可成为很有前途的光学限幅材料另外，另外，C C6060掺杂的聚苯乙烯的光学双稳态行为也有报道掺杂的聚苯乙烯的光学双稳态行为也有报道4 4、功能高分子材料、功能高分子材料5 5、生物活性材料、生物活性材料C C6060对田鼠表皮具有潜在的肿瘤毒性从理论上预测某些对田鼠表皮具有潜在的肿瘤毒性从理论上预测某些C C6 60 0衍生物将具有抑制人体免疫缺损蛋白酶衍生物将具有抑制人体免疫缺损蛋白酶HIVPHIVP活性的功效，活性的功效，而艾滋病研究的关键是有效抑制而艾滋病研究的关键是有效抑制HIVPHIVP的活性日本科学家报道一种水溶性日本科学家报道一种水溶性C C6060羧衍生物在可见光照射下具有抑羧衍生物在可见光照射下具有抑制毒性细胞生长和使制毒性细胞生长和使DNADNA开裂的性能，为开裂的性能，为C C6060衍生物应用于光动衍生物应用于光动力疗法开辟了广阔的前景。

水溶性力疗法开辟了广阔的前景水溶性C C6060－脂质体，对癌细胞具有－脂质体，对癌细胞具有很强的杀伤效应很强的杀伤效应利用利用C C6060分子的抗辐射性能，将放射性元素置于碳笼内注射到癌分子的抗辐射性能，将放射性元素置于碳笼内注射到癌变部位能提高放射治疗的效力并减少副作用变部位能提高放射治疗的效力并减少副作用C C6060的衍生物的衍生物C C6060F F 60 60俗称俗称“特氟隆特氟隆”可做为可做为“分子滚珠分子滚珠”和和“分子分子润滑剂润滑剂”在高技术发展中起重要作用将锂原子嵌人碳笼内在高技术发展中起重要作用将锂原子嵌人碳笼内有望制成高效能锂电池碳笼内嵌人稀土元素铕可望成为新有望制成高效能锂电池碳笼内嵌人稀土元素铕可望成为新型稀土发光材料水溶性钆的型稀土发光材料水溶性钆的C C6060衍生物有望做为新型核磁造衍生物有望做为新型核磁造影剂．高压下影剂．高压下C C6060可转变为金刚石，开辟了金刚石的新来源可转变为金刚石，开辟了金刚石的新来源 C C6060及其衍生物可能成为新型催化剂和新型纳米级的分子导及其衍生物可能成为新型催化剂和新型纳米级的分子导体线、分子吸管和晶须增强复合材料。

体线、分子吸管和晶须增强复合材料C C6060与环糊精、环芳烃与环糊精、环芳烃形成的水溶性主客体复合物将在超分子化学、仿生化学领域形成的水溶性主客体复合物将在超分子化学、仿生化学领域发挥重要作用发挥重要作用 6 6、其它应用、其它应用。