1985年,3位科学家在实验室制得了由60个或70个碳组成的碳原子簇结构分子C60、C70,这是最早的一批富勒烯 C60、C70,目前还储存在英国萨塞克斯大学(University of Sussex)中。有的是如同炭黑的固体,有的溶解在有机溶剂里,呈现出深浅不一的酒红色。正是这些样品让哈罗德•克罗托等人获得了1996年诺贝尔化学奖。
富勒烯(Fullerene),是一种完全由碳组成的中空分子,形状呈球型、椭球型、柱型或管状。富勒烯在结构上与石墨很相似,石墨是由六元环组成的石墨烯层堆积而成,而富勒烯不仅含有六元环还有五元环,偶尔还有七元环。下图就是富勒烯家族中最常见的C60的样子了。
如果觉得上面的图不好记,那么看下面这个图会不会好记一点,这个由五元环和六元环交替排列组成的一个完整球形分子,还完美撞车了足球,所以富勒烯又有一个名字叫足球烯。
那为什么叫富勒烯呢,对的,下面这个建筑学家叫做巴克明斯特·富勒,旁边是他的建筑作品。为了表达对他的敬意,将其命名为“巴克明斯特·富勒烯”(巴克球)。
如今,不仅仅是富勒烯,它的“近亲”碳纳米管、石墨烯也慢慢的被人类所了解,碳家族在自然科学中迸发出了更新、更大的活力。
富勒烯作为一种新型碳材料,由于独特的笼状结构和性能,在材料、化学超导和半导体物理、生物等学科和激光防护、催化剂、燃料、润滑剂、合成、化妆品、量子计算机等领域有重要的研究价值和应用前景,并且在医疗领域富勒烯对治疗动脉粥状硬化、重度结肠炎及克劳恩症、帕金森综合症、恶性肿瘤等适应症方面具有明显的临床优势,具有广阔的发展前景。其中最值得一提的是富勒烯在化妆品中的应用前景,和石墨、钻石、活性炭成分相同的富勒烯又会和美容护肤搭上什么关系呢?
众所周知,人类衰老与自由基有着密不可分的关系。当人体利用氧气进行某些代谢反应时,不可以避免地会产生一些不稳定物质,它们的个性非常活泼,不喜欢安安稳稳的待在原地,甚至喜欢去攻击别人,让自己变得更稳定,由于它们这种不喜欢受拘束的个性,称之为“自由基”,而预防自由基的形成以及及时的清除自由基就变得尤为重要。
在1992年,Dr. McEwen等人在《美国化学杂志》中提出C60富勒烯具有很强的自由基清除能力,也是这个团队首次提出“自由基海绵”的名词概念。C60有着非常大的比表面积,类似海绵一样,并能够能够捕捉周围的自由基分子,又被称为自由基的克星,抗氧化之王(抗氧化能力是维C的172倍)。
在14年6月,富勒烯已被《中国已使用化妆品名录》收录,正式运用到化妆品和护肤品当中。其一上市即受到了消费者的欢迎和青睐,我们相信,随着研究不断深入,成本不断降低,富勒烯在化妆品中将会得到更广泛的应用。
参考文献:
[1] Mcewen C N , Mckay R G , Larsen B S . C60 as a radical sponge[J]. Journal of the American Chemical Society, 1992, 114(11):4412-4414.
[2]李群慧,匡春香.富勒烯在化妆品中的应用[J].精细与专用化学品,2008(13):18-20+2.