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Carbon Week 2022 富勒烯论坛的高光时刻

2022年1月20日,由宁波DT新材料主办的Carbon Week 2022线上国际公益碳材料大会-富勒烯论坛顺利召开。

论坛以富勒烯材料技术为基点,就富勒烯及其富勒烯衍生物等关键材料的研究进展进行探讨、也为了推动富勒烯材料的研发和产业化发展,为全球同行业打造一个高水平的交流平台,促进行业内的深入交流与合作。

1985年,科学家模拟宇宙星云的环境合成了富勒烯,并获得了1996年诺贝尔化学奖。本报告重点介绍富勒烯的发现与应用,例如结合肿瘤血管结构缺陷特性和富勒烯相变膨胀特性开发了癌症治疗新方法,能够选择性地摧毁肿瘤血管,进而引起肿瘤细胞因缺乏营养而迅速凋亡;富勒烯具有高效淬灭自由基保护和修复细胞的特性,通过修复胰腺、肝、肺等组织细胞有效地治疗糖尿病、脂肪肝,以及肺纤维化等疾病;富勒烯还用于功能化妆品,具有抗衰老、去除皱纹的独特功效。

本研究以富勒烯分子为先导化合物,利用其碳笼表面多烯烃结构的易修饰和负载量大等优势合成不同类型富勒烯,以改善肥胖或营养过剩产生的脂肪组织功能障碍为接入点,从富勒烯对WAT中巨噬细胞极化影响和改善线粒体氧化应激两个方面来揭示胰岛素抵抗的潜在分子机制,为开发具有降低肥胖、改善胰岛素抵抗的长效降血糖药物提供理论依据。

以富勒烯为代表的低维碳纳米材料因具有丰富的物理化学性质而引起了人们的浓厚兴趣。我们长期致力于低维碳纳米材料的化学修饰,并利用胶体与界面化学的方法,以此构筑超分子结构和复合材料。通过单加成化学修饰,疏水的富勒烯可转化为结构奇特的两亲分子,在水溶液或空气/水界面发生自组装,所形成的聚集体具有形貌控制的自由基清除能力。将通过特殊提纯方法制得的多加成富勒烯衍生物如富勒醇与Fe3+复合,在模板如聚苯乙烯微球存在下可构筑磁性微胶囊。应用开发方面,我们专注于富勒烯化妆品原液的开发,取得了阶段性进展。

我们在其它碳纳米材料方面也开展了部分工作,如:制备了含咪唑阳离子的亲水性碳点,与带相反电荷的表面活性剂构筑了发光囊泡和六角状聚集体;制备了表现热致液晶行为、具有反饱和吸收特性的碳点,可用于光限幅材料;以邻苯二甲酸为原料,选用高沸点有机溶剂,一步热解获得了掺杂发光小分子的有机晶体,可用于制备白光发射的二级管。在石墨烯复合材料方面,我们以纳米纤维素为模板,构筑了手性乳胶薄膜,通过氧化石墨烯的掺杂,赋予了该薄膜良好的水蒸气响应性能。掺杂氧化石墨烯的手性酚醛树脂薄膜,经甲醛处理后,具有良好的形状预设和记忆功能,可用于水蒸气响应的制动器。

此外,我们在含π-共轭结构有机小分子的制备和功能开发方面,亦开展了系列研究工作,并首次获得了基于萘酰亚胺的、可用于荧光共振能量转移供体的室温离子液体。

金属原子修饰的团簇材料,包括富勒烯、幻数金属团簇、富勒烯等,已经被广泛研究并被证明可以有效的应用于储氢。金属锈蚀的团簇材料,具有明显的缺电子性,是储氢领域的焦点。本文通过使用密度泛函理论(DFT),并使用广义梯度近似(GGA)对过渡金属原子修饰的富勒烯、幻数金属团簇、富勒烯进行理论计算研究。研究发现这些储氢体系具有较好的稳定性,常温常压下应该可以作为一种储氢材料应用。

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