富勒烯造就新材料传奇 内蒙古承载富勒烯产业化
富勒烯原子图
今年是富勒烯发现30周年。9月初，以“碳时代，创未来”为主题的2015世界富勒烯大会在呼和浩特召开。大会全面系统回顾富勒烯从发现到现在30年的发展历程，对最新研究成果与应用产品进行展示，探讨以富勒烯为代表的碳纳米材料如何通过其产业化应用创造和改变人类的未来。
大会由1996年诺贝尔化学奖获得者克罗托爵士担任主席，邀请到了包括中国科学院李永舫院士、诺贝尔奖物理学评委瑞典皇家科学院院士奥拉·尹刚等在内的富勒烯研究与应用领域最具影响力的全球各地多学科跨领域的专家、学者和企业代表参会。
富勒烯是一种超级纳米材料，在能源、化工、医疗和基础材料等各个方面都有非常广阔的前景，其代表性成员C60等更被誉为“纳米王子”，是许多高新技术领域潜力巨大的不可替代的材料。记者从大会上了解到，作为战略性新材料，我国工业和信息产业部已将富勒烯碳纳米材料列入《新材料产业“十二五”重点产品目录》，鼓励和扶持我国科技界、企业界研发具有自主知识产权的富勒烯碳纳米材料。而内蒙古，正承载、见证和培育着富勒烯在中国的产业化。
富勒烯造就新材料传奇
发现之旅 曲折而且偶然
富勒烯究竟是什么？它又是怎么发现的呢？在呼和浩特召开的2015世界富勒烯大会上，与会的专家学者给出了详尽的解答。
据专家介绍，富勒烯是一种新的以单质形式存在的碳，具有不寻常的特性，其代表性成员碳60(C60)等更被誉为“纳米王子”。其硬度比钻石还高，韧度是钢的100倍，导电性超过铜而重量只有铜的六分之一，这样的特性使其成为许多高新技术领域应用潜力巨大、不可替代的材料。
任何由碳这一种元素组成，以球状、椭圆状或管状结构存在的物质，都可以被叫做富勒烯。富勒烯就像一块块乐高积木，被组合成各种形态的衍生物。到目前为止，仅基于C60的富勒烯衍生物就已经被合成出几万种，给富勒烯家族带来了极其丰富的性质并发展出大量应用。
富勒烯的发现是一个曲折且偶然的过程。1970年，日本科学家大泽映二在与儿子踢足球时受到启发，首先在论文中提出了C60分子的设想。但遗憾的是，由于文字障碍，他的两篇用日文发表的文章并没有引起人们的普遍重视，而大泽映二本人也没有继续对这种分子进行研究。1983年，美国天体物理学家唐纳德·哈夫曼和德国物理学家沃尔夫冈·克拉奇默合作，在对不同形式的碳烟进行光谱分析时发现了C60和C70的特征峰，但他们却没有意识到这两种物质的存在。1984年，罗尔芬等为了解释星际尘埃的组成，在实验中再次发现了C60和C70的线索，由于对实验结果缺乏理论分析和创新意识，他们也与富勒烯家族的发现失之交臂。同年，美国化学家斯莫利发明了一台仪器用于半导体和金属原子簇研究。长期从事星际尘埃研究的英国物理学家哈里·克鲁托经克尔参观了斯莫利的实验室后受到启发，并建议使用这台新仪器研究富碳星际尘埃。研究过程中，C60和C70的特征峰再次出现并终于引起了研究者的关注。
1985年，英国化学家哈罗德·沃特尔·克罗托博士和美国赖斯大学的科学家理查德·斯莫利、海斯、欧布莱恩和科乐等人在氦气流中以激光汽化蒸发石墨实验中首次制得由60个碳组成的碳原子簇结构分子C60。
C60和C70是由固定碳原子数构成的尺寸有限的分子，与金刚石和石墨具有的三维巨型分子结构完全不同，弄清这种新的稳定碳结构，在当时是一个巨大的挑战。经过反复思考，克鲁托等人从美国著名建筑师富勒设计的加拿大蒙特利尔万国博览会美国馆球形圆顶薄壳建筑获得了灵感，后者是一个球形多面体结构的大型建筑物。他们认为C60可能具有类似球体的结构，因此将其命名为巴克明斯特·富勒烯，简称富勒烯。
在富勒烯发现之前，碳的同素异形体只有石墨、钻石、无定形碳，富勒烯的发现，宣告了另一种同素异形体的存在。这一发现震撼了整个科学界，克鲁托、克尔与斯莫利3人也因此获得了1996年度诺贝尔化学奖。而事实上，自然界也存在富勒烯分子，2010年科学家们通过史匹哲太空望远镜发现在外太空中也存在富勒烯。富勒烯发现30年来，人们对它的研究始终没有停止。与会专家介绍，初步研究表明，富勒烯类化合物在抗HIV、酶活性抑制、切割DNA、光动力学治疗等方面有独特的功效，而展望未来，富勒烯的应用产业化已迫在眉睫。
