Фуллерен С60

Фуллерены – молекулярные соединения, представляющие собой одну из форм аллотропных модификаций углерода в виде сферообразных полых кластеров, содержащих от 20 до нескольких сотен атомов углерода. Они относятся к классу наноразмерных углеродных частиц, среди которых наиболее стабильными считаются фуллерены С60 и С70.

Структура фуллеренов формируется из замкнутых углеродных каркасов, образованных чередующимися пяти- и шестиугольниками. Фуллерены являются акцепторами электронов в присутствии доноров, что обусловлено его высокой электродефицитностью. Одной из особенностей фуллеренов является их высокая реакционная способность. Присоединяя к себе радикалы различной химической природы, фуллерены способны образовывать широкий класс химических соединений, обладающих различными физико-химическими свойствами.

Сферы применения фуллеренов и модифицированных фуллеренами материалов очень разнообразны. Это, в первую очередь, медицина, металлургия, косметология, полимерное производство, а также в элементах для преобразования солнечной энергии, топливных элементах и еще целом ряде отраслей. Биологическая активность фуллерена обусловлена липофильностью (связывание с белками и липидами, мембранотропные свойства), электроноакцепторной активностью (взаимодействие со свободными радикалами и активными формами кислорода) и способностью к фотовозбуждению (образование синглетного кислорода). К свойствам фуллеренов можно отнести электронно-акцепторную активность, высокую поляризуемость молекул, наличие эквивалентных реакционных центров и гидрофобность. На текущий момент синтезированы сотни функциональных фуллеренов с широким спектром биологической активности: противоопухолевой, антивирусной, антимикробной, антиоксидантной, нейропротективной, фотодинамической, мембранотропной и т.д.

Введение небольшого количества фуллеренов в полимеры способно существенно изменить свойства модифицированного материала и позволяет получить функциональные материалы с улучшенными свойствами, что значительно расширяет сферы их применения. Увеличивается твердость материалов, прочность, модуль упругости, ударная вязкость, снижается коэффициент трения, увеличивается износо- и трещиностойкость, увеличиваются температуры плавления, размягчения и деструкции, повышается морозо- и светостойкость, химическая устойчивость, антистатические и антифрикционные свойства, уменьшается объемное и поверхностное удельное электрическое сопротивление и т.д. Полимеры с наночастицами фуллеренов используются для создания новых средств лечения вируса иммунодефицита человека, аллергических воспалений, способствуют борьбе с признаками старения кожи. Специфические физико-химические характеристики фуллеренсодержащих полимерных материалов обуславливают перспективность их применения в различных областях.