富勒烯價(jià)格昂貴主要是因?yàn)槠渲苽涮峒児に噺?fù)雜，生產(chǎn)量少，且國(guó)內(nèi)具有這種技術(shù)去量產(chǎn)富勒烯的公司也較少，物以稀為貴，價(jià)格也就自然上來(lái)了，所以，只有通過(guò)自主研發(fā)和創(chuàng)新生產(chǎn)、凈化、分離技術(shù)，才可以不再依賴進(jìn)口，從而為用戶提供高性能的且價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于市場(chǎng)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，只有原料的價(jià)格低了，才能得到更廣泛的應(yīng)用和研究，為人們的生活提供更大的便利。

目前中國(guó)富勒烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨問(wèn)題主要為制備工藝復(fù)雜、量產(chǎn)難度大與價(jià)格昂貴三個(gè)方面。巨大的需求和稀缺的資源形成了強(qiáng)烈的對(duì)比，人們迫切需要找到大量的富勒烯合成，從而降低應(yīng)用成本。一個(gè)產(chǎn)品的制備提純工藝，直接影響到這個(gè)產(chǎn)品的產(chǎn)量。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年富勒烯行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局分析與未來(lái)趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示：

(資料圖片僅供參考)

富勒烯(Fullerene)是天文學(xué)家在研究宇宙星云構(gòu)成時(shí)意外發(fā)現(xiàn)的，它的發(fā)現(xiàn)過(guò)程既意外又神奇。1985年，英國(guó)化學(xué)家克羅托(Kroto)為研究宇宙星云中的物質(zhì)構(gòu)成，來(lái)到美國(guó)萊斯大學(xué)與斯莫利(Smalley)合作研究?？茖W(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)室模擬宇宙星云的高真空、高能量環(huán)境，利用高能量激光濺射放置在真空室環(huán)境中的石墨時(shí)，意外發(fā)現(xiàn)了一種由五元環(huán)與六元環(huán)組成的全新分子結(jié)構(gòu)，類似足球形的全碳分子，這種材料就是后來(lái)被稱為“足球烯”的富勒烯。

發(fā)現(xiàn)富勒烯(1985年)是科學(xué)史上的重要事件之一，英國(guó)科學(xué)家克羅托(Kroto)和美國(guó)科學(xué)家柯?tīng)?Curl)和斯莫利(Smalley)為此榮獲1996年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。富勒烯是碳家族一顆耀眼的明星。富勒烯是繼石墨、金剛石和無(wú)定形碳之后，人們發(fā)現(xiàn)的第四種碳的同素異形體。富勒烯的發(fā)現(xiàn)，極大地推動(dòng)了納米科學(xué)的發(fā)展，這是擁有完美球形對(duì)稱結(jié)構(gòu)的分子，在納米尺度范圍內(nèi)，擁有超穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和卓越的理化性能，被譽(yù)為“納米王子”。

2023年富勒烯行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

我國(guó)在“十四五”規(guī)劃中將富勒烯納入新型納米碳材料及器件重點(diǎn)項(xiàng)目，因此在政策扶持下，未來(lái)我國(guó)富勒烯相關(guān)技術(shù)不斷突破，將帶動(dòng)富勒烯市場(chǎng)需求的持續(xù)增長(zhǎng)。目前中國(guó)富勒烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨問(wèn)題主要為制備工藝復(fù)雜、量產(chǎn)難度大與價(jià)格昂貴三個(gè)方面。巨大的需求和稀缺的資源形成了強(qiáng)烈的對(duì)比，人們迫切需要找到大量的富勒烯合成，從而降低應(yīng)用成本。一個(gè)產(chǎn)品的制備提純工藝，直接影響到這個(gè)產(chǎn)品的產(chǎn)量。

據(jù)了解，目前世界上僅有為數(shù)不多的國(guó)家實(shí)現(xiàn)富勒烯量產(chǎn)，其中，美國(guó)有少數(shù)幾家公司生產(chǎn)，產(chǎn)量為公斤級(jí)，售價(jià)非常昂貴;俄羅斯有2家公司生產(chǎn)，產(chǎn)量為公斤級(jí)，成本很高;日本三菱公司的富勒烯產(chǎn)量在國(guó)際上首次達(dá)到噸級(jí)，但主要用于國(guó)內(nèi)軍工，并不外售;富勒烯基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值巨大，國(guó)外市場(chǎng)上富勒烯相關(guān)產(chǎn)品的售價(jià)從300元至數(shù)萬(wàn)元/克不等，且銷售被嚴(yán)格控制。

2022年，從中國(guó)礦業(yè)大學(xué)獲悉，該?？蒲袌F(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)外徑約55納米的“碳洋蔥”，即天然洋蔥狀富勒烯，這是目前地球上發(fā)現(xiàn)的最大的天然富勒烯。此次我國(guó)科研人員在煤田發(fā)現(xiàn)天然富勒烯，對(duì)今后尋找并進(jìn)一步開(kāi)發(fā)應(yīng)用天然富勒烯具有重要意義。目前，力合科創(chuàng)擁有富勒烯碳納米材料工程實(shí)驗(yàn)室，主要從事富勒烯材料的制備及應(yīng)用研究，目前已取得階段性成果，并已申請(qǐng)多項(xiàng)專利。億利達(dá)控股子公司青島海洋新材料科技有限公司擁有“一種富勒烯-聚酰亞胺導(dǎo)電膜的制備方法”專利。

富勒烯在光電領(lǐng)域的應(yīng)用

在電子傳輸過(guò)程中，富勒烯的載流子復(fù)合概率較低，這一特性使它們成為有機(jī)電子學(xué)中最有用的電子受體分子之一[4]。同時(shí)，它們也是n型半導(dǎo)體(帶隙=2.3eV)，這使它們成為眾多優(yōu)良p型有機(jī)半導(dǎo)體理想的耦合材料。近乎球形的結(jié)構(gòu)使得電子轉(zhuǎn)移可以在任何空間方向上無(wú)偏好地發(fā)生，并且它們的電子遷移率(μe=0.1cm2/Vs)非常適合有機(jī)材料。C60或C70可用于制造在惰性環(huán)境中具有優(yōu)異性能的晶體管。另外,許多C60陰離子(“富勒化物”)鹽是超導(dǎo)體，具有可觀的轉(zhuǎn)變溫度(~30 K)。

富勒烯在生物科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

富勒烯也正在被開(kāi)發(fā)用于藥物輸送。研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出許多與富勒烯形成共價(jià)鍵的方法。使用這些方法，可以將各種治療劑以共價(jià)鍵形式連接到富勒烯上，從而可以對(duì)它們的藥代動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行定制[7]。雖然許多納米材料正被開(kāi)發(fā)用于相同的目的，但富勒烯優(yōu)勢(shì)仍然十分明顯，例如，其緊湊的尺寸(~1 nm直徑，如圖2所示)在增強(qiáng)溶解度和避免輸送過(guò)程中聚集方面優(yōu)于納米顆粒(10-100nm直徑)。此外,C60是一種特殊的、同分異構(gòu)的純分子，而共價(jià)鍵衍生物可以很容易地用標(biāo)準(zhǔn)的分析化學(xué)技術(shù)進(jìn)行表征。

碳籠中間的空腔是富勒烯的另一個(gè)固有而獨(dú)特的性質(zhì)。這個(gè)空間可以容納原子，或者最多容納幾個(gè)原子的原子團(tuán)。一旦原子進(jìn)入富勒烯內(nèi)部，只有高能事件(例如α衰變后的核反沖)才能讓它們逃離。因此，這些“內(nèi)面體富勒烯”，即內(nèi)部有一個(gè)或多個(gè)原子的富勒烯，正被開(kāi)發(fā)為顯像劑。成像仍然是由封裝的原子實(shí)現(xiàn)的，但生物分布現(xiàn)在由富勒烯和附著在其外部的共價(jià)鍵決定。磁共振成像(MRI)造影劑是富勒烯顯像劑應(yīng)用的主要例子，另外，富勒烯運(yùn)輸放射性同位素也在探索中。許多富勒烯衍生物也被開(kāi)發(fā)為光動(dòng)力療法的增敏劑，以及DNA轉(zhuǎn)染的聚集物。

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