富勒烯與我們熟知的金剛石和石墨一樣全都是由碳原子組成，偶數(shù)個碳原子（n >20且≠22）可形成含五元碳環(huán)和六元碳環(huán)的閉合籠狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)成富勒烯的龐大家族（圖1）。富勒烯這一命名源于美國著名的建筑師理查德·巴克明斯特·富勒（1895~1983），只因富勒烯的籠狀結(jié)構(gòu)酷似富勒設(shè)計的圓形穹頂。

圖1 富勒烯家族

富勒烯的典型代表C60具有完美對稱的足球狀納米結(jié)構(gòu)，曾被Science 期刊評為明星分子，被業(yè)界譽為“納米王子”。這是上個世紀(jì)80年代的最重要發(fā)現(xiàn)之一，富勒烯的發(fā)現(xiàn)者斯莫利、克羅特和科爾也因此共同獲得了1996年的諾貝爾化學(xué)獎（圖2）。

圖2 富勒烯的發(fā)現(xiàn)者們獲得1996年諾貝爾化學(xué)獎

其實，富勒烯在宇宙中至少已經(jīng)存在數(shù)十億年了，且分布極廣，不論是在遙遠太空紅巨星向外噴射的含碳顆粒里，還是在地球深處的化石巖層中，亦或在人們?nèi)粘Ｈ偷拇稛熀图漓霊c典的燭煙中，都能尋到富勒烯的印跡，也許它就是蒼穹賜予我們的寶藏（圖3），只是我們還沒有完全發(fā)現(xiàn)它的魅力。

圖3 2010年在星際塵埃中發(fā)現(xiàn)的富勒烯

在跨越世紀(jì)的這三十多年，富勒烯開創(chuàng)了前所未有的發(fā)展紀(jì)元，將人們帶進了籠狀結(jié)構(gòu)的碳團簇世界，通過富勒烯的研究又發(fā)現(xiàn)了一維碳納米管結(jié)構(gòu)，直接帶動了上世紀(jì)末以來如火如荼的納米科技研究。回顧富勒烯科學(xué)的研究，從發(fā)現(xiàn)初期在氣相中的痕量觀察，到實現(xiàn)宏量合成后的物質(zhì)探究，歷經(jīng)了從結(jié)構(gòu)到性能的發(fā)掘，現(xiàn)正邁向?qū)嶋H的應(yīng)用，進入到大規(guī)模開發(fā)利用的前夜（圖4）。

圖4 富勒烯廣闊的應(yīng)用前景

我國是較早參與富勒烯研究的國家，在一波又一波面向富勒烯的研究熱潮中，幾乎所有重要方向都有中國學(xué)者的貢獻，尤其在新型富勒烯的穩(wěn)定化和內(nèi)嵌富勒烯的特殊性能及應(yīng)用開拓等方面，我國學(xué)者已逐步進入領(lǐng)跑地位。在我國云南煤巖中也發(fā)現(xiàn)了富勒烯的天然存在。然而，與我國富勒烯基礎(chǔ)和應(yīng)用不相稱的是，迄今尚缺一本系統(tǒng)介紹富勒烯的中文書籍，《富勒烯：從基礎(chǔ)到應(yīng)用》一書就是在這一背景下推出發(fā)行的。該書次用中文全面介紹了富勒烯的發(fā)現(xiàn)歷程、宏量制備、籠狀結(jié)構(gòu)、理化特性及其應(yīng)用領(lǐng)域，重現(xiàn)了過去三十五年譜寫的富勒烯精彩篇章。