富勒烯及富勒烯衍生物的质谱研究进展

综述了近 2 0年来富勒烯及其衍生物的质谱研究进展。概述了激光解吸飞行时间质谱 ( LD-TOFMS)、化学电离质谱 ( CIMS)、解吸化学电离质谱 ( DCIMS)、解吸电子轰击质谱 ( DEIMS)、电喷雾电离质谱 ( ESIMS)、傅立叶变换离子回旋共振质谱 ( FT-ICRMS)等质谱技术在富勒烯及其衍生物的表征、生成机理及结构研究、富勒烯气相离子化学及反应活性研究等中发挥的重要作用。由于 C60 等富勒烯及其衍生物的难挥发性及强紫外光吸收能力 ,L D-TOFMS特别适用于富勒烯及其衍生物的分析。结合其它技术 ,LD-TOFMS对富勒烯的生成机理及构型构象异构提供了大量的信息。各种质谱技术与离子化技术结合 ,揭示了不同富勒烯及富勒烯衍生物单分子的解离模式 ,证明了富勒烯的“超芳香性”和“超烯性”等各种反应活性     

现代分析测试仪器在碳60发现与研究中的作用

Ｃ６０是近年来分子科学研究的热点之一。Ｃ６０的发现是综合应用现代分析测试技术的结果。本文对Ｃ６０在确证，制备及其天然产物发现过程中分析仪器所起的作用作了评述。     

富勒烯(C60)的摩擦学研究进展

本文综述了富勒烯（C60）在摩擦学中的研究进展。     

电弧放电炉的制备及工艺研究

电弧放电法是制备富勒烯的主要方法之一。本文介绍了自行设计和制作的电弧放电装置绵结构和原理；并重点阐述了电弧法制备富勒烯设备独特的工艺性能及故障处理。     

碳纳米物质的直接激光飞行时间质谱分析

用含金属氧化物的石墨棒作电极 ,在氩气氛中利用弧放电制备碳纳米类物质。用于分析测定的物质是碳纳米类物质 C6 0 、C70 、C76 、C78、C84 以及 La@C82 ,得到其在正离子状态下的分子离子及碎片离子。碳纳米类分子以 C2 -碎片丢失的方式进行特征解离。对不同碳纳米物质的系列碎片峰的强度进行研究结果表明 :碎片[M-C2 n H]+丰度随球形分子的体积的增大而增加 ,而且碎片 [M-C2 n H]+的丰度略大于 [M-C2 n]+。激光飞行时间质谱分析为碳纳米分子结构及其稳定性提供了十分有用的信息     

新型纳米材料碳141

中国科学院高能物理研究所赵宇亮、陈振玲、柴之芳等研究人员，日前利用一定能量的中子与C70分子相互作用，首次成功合成、分离、表征了单原子数目富勒烯分子C141。将核技术应用于新材料领域而取得的这一成果，为将来新一代中子源在材料科学研究中的应用提供了新的思路。     

激光解吸／电离飞行时间质谱法分析富勒烯

本文介绍激光飞行时间访港测定C60的极高的灵敏度（优于2×10－15mol）、研究了富勒烯在激光辐照下的裂解规律及对富勒烯混合物的分析，展示激光飞行时间质论在分析富勒烯材料方面的优异性能。     

温度对类富勒烯碳氮薄膜微观结构与摩擦学性能的影响

采用直流反应磁控溅射分别在200、250、300和350℃条件下沉积类富勒烯碳氮薄膜,利用X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)表征薄膜的微观结构形貌,采用薄膜综合性能测试仪以及通过大气球盘摩擦试验研究薄膜的力学性能及摩擦学性能。结果显示:制备的类富勒烯CN_x薄膜中存在sp~2C-C、sp~2N-C和sp~3C-N化学键;随着沉积温度的升高,薄膜的结构变得更加致密,硬度、弹性模量以及弹性恢复系数逐渐增大,摩擦因数和磨损率降低;沉积温度为350℃制备的薄膜摩擦因数和磨损率最低,表现出优异的耐磨损性能。     

富勒烯膦酸衍生物对HeLa细胞生长的影响

研究富勒烯膦酸衍生物2P对人宫颈癌HeLa细胞生长的影响.利用本实验室合成的富勒烯膦酸衍生物2P作用于HeLa细胞,并应用MTT法、流式细胞术、和PI/H033342双染色法等方法检测其效应.结果表明,2P在光照条件下对HeLa细胞生长具有明显的抑制作用,这种作用有剂量依赖性和光照依赖性.经过双染后荧光镜检测和流式检测后发现有高比例的凋亡细胞存在.流式细胞术结果还发现2P对HeLa细胞周期产生明显影响,表现为G1期细胞减少,S期和G2/M期细胞增多,推测细胞可能被2P阻断在S、G2期.以上结果提示富勒烯膦酸衍生物的细胞毒作用,以及作为抗肿瘤药物的可能.     

更正说明

本刊2020年第3期刊登的稿件《富勒烯在纳米生物医药领域中的应用》(第1页),因作者疏漏未标注资助项目名称,特补充该稿件的资助项目名称:北京市科学技术研究院北科萌芽计划(BGS201904)。特此告知并诚挚地向读者致歉。     

无机类富勒烯二硫化钼的减摩抗磨特性

以仲钼酸铵和醋酸为前驱物制得了三氧化钼纳米粉,将其与硫粉混合在氢气氛下通过还原硫化反应合成了无机类富勒烯二硫化钼,其粒径分布为30-200nm,形貌为类球形。用MMU-10G屏显式材料端面高温摩擦磨损实验机测定了无机类富勒烯二硫化钼在混合润滑状态下的摩擦磨损性能,实验表明：无机类富勒烯二硫化钼能够明显改善基础油的减摩抗磨性能,复合油润滑时的最小摩擦因数为0.0127;无机类富勒烯二硫化钼能够显著提高润滑油的成膜和承载能力。润滑机制是无机类富勒烯二硫化钼纳米颗粒的化学惰性和将滑动摩擦变为滚动摩擦。     

无机类富勒烯结构二硫化钼纳米润滑材料的制备与应用

介绍了无机类富勒烯结构二硫化钼(IF-MoS2)纳米粒子的发现过程和纳米管的结构,阐述了IF-MoS2纳米粒子和纳米管的形成机理、制备方法和性能,展望了应用前景。     

纳米过渡金属硫化物在摩擦学应用中的研究进展

介绍了过渡层状金属硫化物MX2（M=Mo、W;X=S、Se）的结构和独特的性质,综述了无机类富勒烯过渡金属硫化物纳米材料的摩擦学研究现状和近年来的研究成果。通过对包括纳米颗粒、纳米薄膜在内的纳米硫化物摩擦性能研究的介绍,评述了纳米金属硫化物的抗磨减摩机制,如滚动滑动摩擦机制、化学反应、第三体等,并对纳米摩擦学的表征方法和研究手段进行了总结。最后展望了纳米过渡层状金属硫化物在摩擦学应用中存在的问题及发展趋势。     

类富勒烯碳薄膜的结构演变及摩擦学性能研究

通过等离子体增强化学气相沉积技术,以不同沉积时间在硅表面上制备类富勒烯碳薄膜,探究类富勒烯碳薄膜结构演变和摩擦学性能随沉积时间变化规律。利用拉曼光谱和透射电子显微镜,考察类富勒烯碳薄膜微结构和表面形貌随沉积时间的变化。结果表明:碳薄膜内类富勒烯结构含量随沉积时间先增加后保持不变;采用沉积时间为3 h的类富勒烯碳薄膜组成摩擦配伍对,当载荷从8 N增加到14 N时,摩擦因数从0.013降至0.006,即随载荷的增加实现了由低摩擦向超滑的转变。这是因为摩擦诱使类富勒烯碳薄膜发生结构转变,并形成有利于减少摩擦的类球状或外部石墨壳层闭合的纳米颗粒。     

富勒烯与纳米二硫化钨极压抗磨协同性能研究

为探讨富勒烯与纳米二硫化钨的极压抗磨协同性能,利用四球试验机考察富勒烯与纳米二硫化钨复配后在PAO基础油中的摩擦学性能;采用扫描电子显微镜对试验钢球磨痕形貌进行分析,探究富勒烯与纳米二硫化钨的协同作用机制。结果表明:富勒烯与纳米二硫化钨单剂对PAO基础油减摩抗磨效果的改善不明显,而富勒烯与纳米二硫化钨复配后可明显提高油样的减摩抗磨性能,其中质量分数0.01%富勒烯与0.005%二硫化钨复配后减摩抗磨协同效果最优,这是因为富勒烯能够实现滚动摩擦,而纳米二硫化钨能够沉淀到磨损处,起到修复的作用,两者的协同作用,提高了基础油的抗磨减摩性能;富勒烯与纳米二硫化钨复配并不能提高基础油极压性能,这是因为富勒烯不能与纳米二硫化钨生成新的物质来提高基础油的承载能力。     

吡啶富勒烯功能材料的应用研究

设计合成了一种富勒烯衍生物Ortho-C₆₀,并将其用于钙钛矿太阳能电池中,作为阴极界面修饰层来修饰SnO₂电子传输层。通过调整富勒烯衍生物界面层的浓度进一步优化钙钛矿太阳能电池的光电转化效率。研究结果表明,当Ortho-C₆₀富勒烯衍生物的浓度为1mg/mL时,器件获得了最高的光电转化效率,为18.49%,高于未被富勒烯修饰的对比器件的光电转化效率(17.30%)。     

超微粒金刚石和富勒烯研具创建超平滑表面的研究

制备了超微粒金刚石和富勒烯研磨工具,并分别进行了硅片研磨试验,详细分析了两种材料的研磨特性如表面粗糙度的稳定性、磨料粒度对研磨效果的影响以及研磨材料的显微结构等。试验结果表明,使用0~1/8μm粒度的金刚石研具获得的表面粗糙度值大于使用0~1/4μm粒度金刚石研具的表面粗糙度值,这是因为磨粒被粘结剂覆盖所致。研究结果表明,采用富勒烯研具研磨硅片可获得Ra5nm的超平滑镜面。     

双轮式抛投机器人仿富勒烯轮毂结构设计

为了提高双轮式抛投机器人的全向抗冲击性能,提出了一种仿富勒烯张拉式轮毂结构及其优化方法。首先,根据C₆₀的几何特点及正二十面体被截取顶角后的截取比例λ建立模型,利用直接刚度矩阵法对模型进行受力分析,给出了最优截取比例λ。然后,以张拉结构为载荷分布优化单元对C₆₀结构载荷分布进行优化,并对其静力学性能进行了ABAQUS仿真分析,最后将其与同质量的条幅式、轮辐式以及球壳式轮毂结构进行对比。仿真结果表明:所提出的仿C₆₀张拉结构轮毂具有较好的强度及刚度特性,整体承载性能较优;具有较好的承载与散力特性,应力分布较为均匀;同时具有较好的承载全向性,结构受力整体性好且不易失稳,从而验证了所设计结构的有效性。     

含氢类富勒烯碳薄膜制备及超滑性能研究进展

类富勒烯碳薄膜是一种由弯曲石墨烯镶嵌的非晶网络复合结构,正是由于这种弯曲石墨烯结构(类富勒烯结构)的存在,赋予了薄膜高的硬度,优异的弹性恢复和超低摩擦性能(摩擦因数为0. 002～0. 009)。综述含氢类富勒烯碳薄膜制备方法、纳米结构调控机制、超低摩擦学机制及后处理对薄膜摩擦学性能的影响;探讨含氢类富勒烯碳薄膜在汽车发动机方面的应用,指出其可有效降低发动机部件的摩擦磨损,有利于发动机的节能减排;总结氢类富勒烯碳薄膜未来工程应用的潜在挑战,指出类富勒烯碳薄膜虽在可控范围内具有超滑性能,但未来如何实现全工况范围超滑和固油复合超滑将是一个主要研究方向。