富勒烯是一種完全由碳組成的中空分子，形狀呈球型、橢球型、柱型或管狀。其在結(jié)構(gòu)上與石墨很相似，石墨是由六元環(huán)組成的石墨烯層堆積而成，而富勒烯不僅含有六元環(huán)還有五元環(huán)，偶爾還有七元環(huán)。

制備

大量低成本地制備高純度的富勒烯是富勒烯研究的基礎(chǔ)，自從克羅托發(fā)現(xiàn)C60以來，人們發(fā)展了許多種富勒烯的制備方法。目前較為成熟的富勒烯的制備方法主要有電弧法、熱蒸發(fā)法、燃燒法和化學(xué)氣相沉積法等。

電弧法

一般將電弧室抽成高真空，然后通入惰性氣體如氦氣。電弧室中安置有制備富勒烯的陰極和陽極，電極陰極材料通常為光譜級石墨棒，陽極材料一般為石墨棒，通常在陽極電極中添加銖、鎳、銅或碳化鎢等作為催化劑。當(dāng)兩根高純石墨電極靠近進(jìn)行電弧放電時(shí)，炭棒氣化形成等離子體，在惰性氣氛下小碳分子經(jīng)多次碰撞、合并、閉合而形成穩(wěn)定的C60及高炭富勒烯分子，它們存在于大量顆粒狀煙灰中，沉積在反應(yīng)器內(nèi)壁上，收集煙灰提取。電弧法非常耗電、成本高，是實(shí)驗(yàn)室中制備空心富勒烯和金屬富勒烯常用的方法。

燃燒法

苯、甲苯在氧氣作用下不完全燃燒的碳黑中有C60和C70，通過調(diào)整壓強(qiáng)、氣體比例等可以控制C60與C70的比例，這是工業(yè)中生產(chǎn)富勒烯的主要方法。

富勒烯在大部分溶劑中溶解得很差，通常用芳香性溶劑，如甲苯、氯苯，或非芳香性溶劑二硫化碳溶解。純富勒烯的溶液通常是紫色，濃度大則是紫紅色，C70的溶液比C60的稍微紅一些，因?yàn)槠湓?00nm處有吸收；其他的富勒烯，如C76、C80等則有不同的紫色。富勒烯是迄今發(fā)現(xiàn)的唯一在室溫下溶于常規(guī)溶劑的碳的同素異性體。

有些富勒烯是不可溶的，因?yàn)樗麄兊幕鶓B(tài)與激發(fā)態(tài)的帶寬很窄，如C28，C36和C50。C72也是幾乎不溶的，但是C72的內(nèi)嵌富勒烯，如La2@C72是可溶的，這是因?yàn)榻饘僭嘏c富勒烯的相互作用。早期的科學(xué)科學(xué)家對于沒有發(fā)現(xiàn)C72很是疑惑，但是卻有C72的內(nèi)嵌富勒烯。窄帶寬的富勒烯活性很高，經(jīng)常與其他富勒烯結(jié)合?；瘜W(xué)修飾后的富勒烯衍生物的溶解性增強(qiáng)很多，如PC61BM室溫下在氯苯中的溶解度是50mg/mL。C60和C70在一些溶劑的溶解度列于左表，這里的溶解度通常是飽和濃度的估算值。

安全性和毒性

摩薩（Moussa）等人做了在生物體腹腔內(nèi)注射大劑量C60后的毒理研究后發(fā)現(xiàn)，沒有證據(jù)表明白鼠在注射5000mg/kg（體重）的C60劑量后有中毒現(xiàn)象。摩利（Mori）等人也沒有發(fā)現(xiàn)給嚙齒動(dòng)物口服 C60和C70混合物2000mg/kg的劑量后有中毒、遺傳毒性或誘變性現(xiàn)象，其他人的研究同樣證明C60和C70是無毒的，而伽比（Gharbi）等人發(fā)現(xiàn)注射C60懸浮液不會導(dǎo)致對嚙齒類動(dòng)物的急性或亞急生毒性，相反一定劑量的C60會保護(hù)他們的肝免受自由基傷害。2012年的最新研究表明，口服富勒烯能將小鼠的壽命延長一倍而沒有任何副作用。摩薩（Moussa）教授研究C60的性質(zhì)長達(dá)18年，著有 《持續(xù)喂服小鼠C60使其壽命延長》一文，2012年10月他在一次視頻采訪中宣稱，純C60沒有毒性。

薩耶等人發(fā)現(xiàn)小鼠吸入C60（OH）24或納米C60并沒有毒副作用，而同樣情況下將石英顆粒注入小鼠則引起強(qiáng)烈的炎癥。如上所述，納米管在分子量、形狀、尺寸等化學(xué)和物理性質(zhì)（溶解度）方面都與C60迥然不同，因此從毒理學(xué)的角度來看，C60和碳納米管的不同毒理學(xué)性質(zhì)的差異性沒有關(guān)聯(lián)性。

在分析毒性數(shù)據(jù)時(shí)，必須區(qū)別富勒烯的不同分子：（C60、C70 ……）；富勒烯衍生物：C60或其他化學(xué)修飾的富勒烯衍生物；富勒烯復(fù)合物（比如，表面活性劑輔助的水溶性富勒烯，如C60-聚乙烯基吡咯烷酮；主客體復(fù)合物，如與環(huán)糊精或卟啉），這種情況下富勒烯是與其他分子是通過超分子作用與其他分子連接的；C60納米顆粒。