Fullerène C60 N° CAS 99685-96-8 Fullerène C60

La structure moléculaire du C60 ressemble à un ballon de football moderne : un 32 èdre sphérique composé de 12 pentagones disjoints et de 20 hexagones, les 60 atomes de carbone étant complètement équivalents. Chaque atome de carbone est situé au sommet d'un pentagone ou d'un hexagone, formant des liaisons σ avec trois atomes de carbone adjacents par hybridation sp², tandis que les électrons restants de l'orbite p forment un système π conjugué à la fois à l'intérieur et à l'extérieur de la coque sphérique. En raison de sa ressemblance avec l'architecture en forme de dôme sphérique conçue par l'architecte Buckminster Fuller, elle est nommée Buckminsterfullerene, communément appelée « buckyball ».

Avantages de base en matière de performances :

• Stabilité structurelle : Les liaisons carbone-carbone σ et le système π-conjugué permettent au C60 de rester stable dans des conditions extrêmes (haute température, rayonnement)

• Excellentes propriétés électroniques : haute affinité électronique, faible énergie de réorganisation, mobilité électronique élevée ; la conductivité peut être ajustée par dopage (semi-conducteur → conducteur → supraconducteur)

• Large absorption de la lumière : la plage d'absorption de la lumière couvre les longueurs d'onde de l'ultraviolet au proche infrarouge

• Activité antioxydante : Capacité antioxydante 125 fois supérieure à celle de la vitamine C, éliminant efficacement les radicaux libres

• Modifiabilité de Surface : Gro Fonctionnelles ups peuvent être attachés via des liaisons covalentes (par exemple, carboxyle, amino) ou des liaisons non covalentes (empilement π-π)

• Remplissage endoédrique : des métaux ou des nitrures peuvent être encapsulés à l'intérieur de la cage des fullerènes, formant des métallofullerènes endoédriques.

1.Champ énergétique

• Cellules solaires : en tant que matériau accepteur d'électrons, il présente de bonnes performances de transport d'électrons et une bonne photostabilité, améliorant ainsi l'efficacité de conversion d'énergie des cellules solaires à pérovskite et des cellules photovoltaïques organiques.

• Photocatalyse : Utilisé comme photocatalyseur pour la division photolytique de l'eau afin de produire de l'hydrogène, atteignant un taux de dégagement d'hydrogène allant jusqu'à 1,2 mmol/g/h avec une efficacité de 23 %

• Supercondensateurs : La surface spécifique élevée et les excellentes propriétés électrochimiques du C60 en font un matériau idéal pour les dispositifs de stockage d'énergie hautes performances

2.Électronique et optoélectronique

• Dispositifs optoélectroniques organiques : utilisés dans les photodétecteurs, les photodiodes et les diodes électroluminescentes organiques (OLED) ; la mobilité électronique élevée du C60 améliore efficacement les performances de l'appareil

• Electronique flexible : les matériaux dopés au C60 peuvent être utilisés pour fabriquer des écrans flexibles avec des rayons de courbure <1 mm

• Informatique quantique : La cage C60 peut servir de « coque de protection quantique » pour les qubits. IBM prévoit de lancer un prototype de puce contenant 1 000 qubits basé sur la technologie d'encapsulation C60

3. Domaine biomédical

• Antioxydant/Anti-âge : Capacité antioxydante 125 fois supérieure à celle de la vitamine C, largement utilisée dans les produits de soin haut de gamme et les compléments de santé

• Administration de médicaments : la structure en cage du C60 peut encapsuler des molécules médicamenteuses pour une administration ciblée, améliorant ainsi l'efficacité et réduisant les effets secondaires.

• Thérapie photodynamique : Agit comme un photosensibilisateur pour détruire les cellules cancéreuses sous la lumière et l'oxygène, utilisée dans le traitement du cancer

• Thérapie génique : les nanoporteurs de liposomes C60 peuvent augmenter l'efficacité de la délivrance des siARN jusqu'à 85 %, permettant ainsi un rétrécissement des tumeurs de 70 % dans les modèles de cancer du sein

4.Science des matériaux et catalyse

• Catalyse : Peut servir de « tampon électronique » combiné à des catalyseurs métalliques pour des réactions telles que la production de gaz de synthèse et la conversion du CO₂

• Modification des polymères : utilisée pour améliorer les propriétés mécaniques et la stabilité thermique des matériaux polymères

• Matériaux intelligents : les polymères à mémoire de forme dopés au C60 permettent une récupération de forme de 99 % sous déclenchement par lumière infrarouge, utilisés dans les structures adaptatives aérospatiales

• Capteurs : les composites C60-SnO₂ atteignent une sensibilité de niveau ppb pour la détection du NO₂, appliqué à la surveillance de la qualité de l'air

5.Autres applications

• Lubrifiants : comme additifs lubrifiants haute performance

• Cosmétique : Matières premières pour produits de soin anti-âge

• Matériaux de stockage d'hydrogène : La structure en cage du C60 peut être utilisée pour le stockage d'hydrogène