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超導體

富勒烯先進工業


       富勒(le)烯的(de)發現到現在已(yi)經有30多(duo)年,人(ren)們(men)對(dui)富勒(le)烯的(de)應用研究取得(de)了不少進展。富勒(le)烯獨特的(de)分子結(jie)構和特殊的(de)物(wu)理化學(xue)(xue)性質,對(dui)化學(xue)(xue)、物(wu)理、材料科學(xue)(xue)、生物(wu)醫學(xue)(xue)等學(xue)(xue)科產生了深遠的(de)影(ying)響(xiang)。富勒(le)烯在先(xian)進工業領(ling)域中(zhong),尤其是潤滑(hua)材料、催化劑、超導體、非(fei)線性光學(xue)(xue)、分子磁體、儲氫(qing)材料等領(ling)域顯示(shi)出誘(you)人(ren)的(de)前景(jing)。


       富勒(le)烯C60分(fen)子具有(you)特(te)殊(shu)的(de)球形(xing)結構(gou)和較(jiao)高的(de)化學穩定(ding)性,其抗壓能力(li)強(qiang),表(biao)面能低(di),分(fen)子內的(de)作用(yong)力(li)強(qiang),分(fen)子間作用(yong)力(li)相對(dui)較(jiao)弱,具有(you)穩定(ding)的(de)自潤滑(hua)特(te)性和分(fen)子滾珠效應。因此富勒(le)烯C60可稱為一類新型固體(ti)(ti)潤滑(hua)材料或液體(ti)(ti)潤滑(hua)體(ti)(ti)系添(tian)加劑,在(zai)摩擦(ca)領域(yu)具有(you)廣闊的(de)應用(yong)前景。


       富勒烯以其(qi)(qi)獨特(te)的(de)(de)分(fen)子結(jie)構、特(te)殊的(de)(de)電子性(xing)質(zhi)、限域(yu)效應以及對金(jin)(jin)屬催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)的(de)(de)分(fen)散性(xing)能(neng)等(deng)(deng)特(te)點,使(shi)其(qi)(qi)在催(cui)(cui)化(hua)領(ling)域(yu)具有十分(fen)誘人(ren)的(de)(de)應用(yong)(yong)前(qian)景。富勒烯能(neng)夠(gou)催(cui)(cui)化(hua)單線(xian)態(tai)氧(yang)的(de)(de)化(hua)學反(fan)(fan)應、固氮反(fan)(fan)應、金(jin)(jin)剛(gang)石合(he)成(cheng)反(fan)(fan)應、推(tui)進劑(ji)燃燒反(fan)(fan)應等(deng)(deng)。目前(qian),以富勒烯為基礎(chu)的(de)(de)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)顯示出(chu)了較好的(de)(de)工業應用(yong)(yong)前(qian)景,并已(yi)經成(cheng)為富勒烯的(de)(de)主要研究方向之一。


       作(zuo)為20世紀最(zui)偉大(da)的(de)(de)(de)科學發(fa)現(xian)之一(yi)(yi),超(chao)導體(ti)具有零電(dian)阻和完全抗磁(ci)性等一(yi)(yi)系列(lie)神奇的(de)(de)(de)物(wu)理特性,在科學研究、信息通訊、工業加工、能源存儲、交通運(yun)輸、生物(wu)醫(yi)學乃至(zhi)航空(kong)航天等領域均有重大(da)的(de)(de)(de)應用前(qian)景。富勒(le)烯C60分子(zi)本身不(bu)具有超(chao)導性,但當堿(jian)金(jin)屬嵌(qian)入C60分子(zi)之間的(de)(de)(de)空(kong)隙后,C60與(yu)堿(jian)金(jin)屬形成的(de)(de)(de)富勒(le)烯鹽將轉變為超(chao)導體(ti),具有很高的(de)(de)(de)超(chao)導臨(lin)界溫度,是目前(qian)已知的(de)(de)(de)具有最(zui)高超(chao)導臨(lin)界溫度的(de)(de)(de)分子(zi)超(chao)導體(ti)。C60系列(lie)超(chao)導體(ti)具有完美的(de)(de)(de)三(san)維超(chao)導性、電(dian)流密度大(da)、穩定性高、易于展成線材等優點,是一(yi)(yi)類極具價值(zhi)的(de)(de)(de)新型超(chao)導材料。


       富(fu)(fu)(fu)勒烯具有(you)三(san)維離(li)域π電子共軛體系(xi)和高度對稱的(de)(de)(de)結(jie)構,使得它具有(you)優良的(de)(de)(de)非線(xian)性(xing)光(guang)學(xue)(NLO)性(xing)能,包(bao)括反飽和吸收(RSA)的(de)(de)(de)光(guang)限(xian)值性(xing)以及大的(de)(de)(de)三(san)階非線(xian)性(xing)光(guang)學(xue)系(xi)數(shu)。富(fu)(fu)(fu)勒烯是(shi)良好(hao)的(de)(de)(de)非線(xian)性(xing)光(guang)學(xue)材(cai)料,可(ke)以用(yong)(yong)(yong)于制(zhi)備高速電子或光(guang)開(kai)關。富(fu)(fu)(fu)勒烯分子還具有(you)光(guang)限(xian)幅效(xiao)應,可(ke)以用(yong)(yong)(yong)于制(zhi)造光(guang)限(xian)制(zhi)器(qi),保護光(guang)學(xue)傳(chuan)感器(qi)免(mian)受強光(guang)脈(mo)沖(chong)的(de)(de)(de)損害,并在光(guang)計算、光(guang)記憶(yi)、光(guang)信號處理及控制(zhi)等(deng)方面(mian)有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)前景(jing)。


       富(fu)(fu)(fu)勒(le)(le)烯(xi)(xi)(xi)及(ji)(ji)其(qi)衍(yan)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)具(ju)有(you)較(jiao)大的(de)(de)電(dian)子親和勢,能夠(gou)(gou)與電(dian)子給體(ti)或金屬形成(cheng)電(dian)荷轉(zhuan)移復合物(wu)(wu)或富(fu)(fu)(fu)勒(le)(le)烯(xi)(xi)(xi)鹽,同時富(fu)(fu)(fu)勒(le)(le)烯(xi)(xi)(xi)具(ju)有(you)催化作用(yong)。因此富(fu)(fu)(fu)勒(le)(le)烯(xi)(xi)(xi)及(ji)(ji)其(qi)衍(yan)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)在分子磁(ci)體(ti)、儲(chu)氫材料、燃(ran)料電(dian)池等(deng)領域也(ye)(ye)有(you)廣泛的(de)(de)應用(yong)前(qian)(qian)景。但是,目前(qian)(qian)對于富(fu)(fu)(fu)勒(le)(le)烯(xi)(xi)(xi)及(ji)(ji)其(qi)衍(yan)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)的(de)(de)磁(ci)性來(lai)源,儲(chu)氫機理(li)(li)以(yi)及(ji)(ji)電(dian)催化劑機理(li)(li)研究(jiu)不(bu)夠(gou)(gou)深(shen)入,有(you)待進一步揭開其(qi)理(li)(li)論基(ji)礎,也(ye)(ye)進一步推動工業(ye)應用(yong)進展(zhan)。隨著(zhu)富(fu)(fu)(fu)勒(le)(le)烯(xi)(xi)(xi)基(ji)礎研究(jiu)的(de)(de)不(bu)斷深(shen)入和發(fa)展(zhan)成(cheng)熟,富(fu)(fu)(fu)勒(le)(le)烯(xi)(xi)(xi)工業(ye)應用(yong)基(ji)礎研究(jiu)也(ye)(ye)不(bu)斷的(de)(de)繼續(xu)深(shen)入,從而(er)帶動富(fu)(fu)(fu)勒(le)(le)烯(xi)(xi)(xi)的(de)(de)實際工業(ye)應用(yong)。