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 являются фуллерены С60 и С70.
В ИрИХ СО РАН смесь фуллеренов выделяется из фуллеренсодержащей сажи методом экстракции. Основными в смеси фуллеренов являются фуллерены С60 (CAS № 99685-96-8) и С70 (CAS № 115383-22-7).
Структура фуллеренов сформирована из замкнутых углеродных каркасов, образованных чередующимися пяти- и шестиугольниками. Фуллерены обладают мощной электронно-акцепторной активностью, высокой поляризуемостью, фотоактивностью, высокой гидрофобностью. Присоединяя к себе радикалы различной химической природы, фуллерены способны образовывать широкий класс химических соединений, обладающих различными физико-химическими свойствами.
Сферы применения фуллеренов – фармацевтика, медицина, биомедицина, косметология, металлургия, полимерное производство, растениеводство, сельское хозяйство и т. д. 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). Фуллерены обладают широким спектром биологической активности и используются в качестве антиоксидантов, антибактериальных и химиотерапевтических агентов, радиопротекторов, системы доставки лекарственных препаратов, фотосенсибилизаторов, мембранотропных соединений.
Введение небольшого количества фуллеренов в полимеры увеличивает твердость полимерных материалов, прочность, модуль упругости, ударную вязкость, снижает коэффициент трения, увеличивает износо- и трещиностойкость, увеличивает температуру плавления, размягчения и деструкции, повышает морозо- и светостойкость, химическую устойчивость, антистатические и антифрикционные свойства, уменьшает 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 и обеспечивают защиту организма от радиации и ультрафиолетового излучения. Специфические физико-химические характеристики фуллеренсодержащих полимерных материалов обуславливают перспективность их применения в различных областях.
