本書依據(jù)作者研究團隊以及國內(nèi)外金屬富勒烯材料的最新研究進展，從金屬富勒烯的結構特點出發(fā)，系統(tǒng)介紹了金屬富勒烯材料的制備、表征、磁性、電學與發(fā)光性質(zhì)、復合分子體系及化學反應性，并介紹了金屬富勒烯在磁共振成像、腫瘤治療及其他生物醫(yī)學領域的應用。
本書可供從事金屬富勒烯材料及其相關領域的研究人員及高等院校相關專業(yè)師生參考使用。
王春儒，中科院“百人計劃”研究員、國家杰出青年基金獲得者、“973項目”首席科學家。現(xiàn)任中國科學院分子納米結構與納米技術重點實驗室副主任。主要研究領域為富勒烯和金屬富勒烯的基礎和應用研究，在國際上首次發(fā)現(xiàn)非常規(guī)金屬富勒烯、內(nèi)嵌金屬碳化物富勒烯等先進功能材料，在Nature, Science, Nature Commun., JACS, Angew.Chem.Int.Ed.等SCI雜志發(fā)表文章160多篇，申請發(fā)明專利20多項。2002年回國設計的半自動金屬富勒烯裝置現(xiàn)已在國內(nèi)廣泛使用。2007年開始先后在四川和內(nèi)蒙古主持設計燃燒法工業(yè)制備富勒烯裝置并獲得成功。2011年與廈門福納新材料科技有限公司合作，在金屬富勒烯工業(yè)化生產(chǎn)方面居國際領先地位；近期這類功能納米材料已經(jīng)在富勒烯化妝品、金屬富勒烯抗癌藥物、有機太陽能電池，以及基于金屬富勒烯的高精密分子陀螺定位儀等方面得到應用。
第1章金屬富勒烯的結構與特性001
1.1 金屬富勒烯的發(fā)現(xiàn) 002
1.2 金屬富勒烯家族 004
1.2.1 單金屬內(nèi)嵌富勒烯 004
1.2.2 雙金屬內(nèi)嵌富勒烯 008
1.2.3 金屬團簇內(nèi)嵌富勒烯 009
1.3 金屬富勒烯的結構特性 017
1.3.1 內(nèi)嵌金屬富勒烯的幾何構型 017
1.3.2 電子轉移與結構穩(wěn)定性 023
1.3.3 獨立五元環(huán)規(guī)則 024
1.4 小結 029
參考文獻 030
第2章金屬富勒烯的制備與分離035
2.1 富勒烯制備簡介 036
2.2 金屬富勒烯的制備 037
2.2.1 金屬氮化物內(nèi)嵌富勒烯的合成 038
2.2.2 金屬碳化物內(nèi)嵌富勒烯的合成 040
2.2.3 金屬氧化物內(nèi)嵌富勒烯的合成 040
2.2.4 金屬硫化物內(nèi)嵌富勒烯的合成 041
2.2.5 金屬氰化物內(nèi)嵌富勒烯的合成 041
2.2.6 金屬碳氫化物內(nèi)嵌富勒烯的合成 042
2.2.7 金屬碳氮化物富勒烯的合成 042
2.3 金屬富勒烯的分離 042
2.3.1 提取方法 043
2.3.2 色譜分離法 044
2.3.3 化學分離法 046
2.4 小結 049
參考文獻 049
第3章金屬富勒烯的表征055
3.1 光譜方法 056
3.1.1 吸收光譜法 056
3.1.2 紅外光譜法 058
3.1.3 拉曼光譜法 060
3.2 核磁共振技術 062
3.3 單晶X 射線衍射技術 066
3.4 理論計算方法 068
3.4.1 預測金屬富勒烯結構 069
3.4.2 電荷轉移 072
3.4.3 成鍵和光譜特性 075
3.5 小結 076
參考文獻 077
第4章金屬富勒烯的磁性081
4.1 順磁性的金屬富勒烯及其電子順磁共振研究 082
4.1.1 順磁性的內(nèi)嵌單金屬富勒烯 083
4.1.2 順磁性的內(nèi)嵌金屬團簇富勒烯 084
4.1.3 金屬富勒烯的自旋活化 086
4.1.4 金屬富勒烯的自旋與順磁性調(diào)控 091
4.2 金屬富勒烯的磁性與單分子磁體 095
4.2.1 金屬富勒烯的順磁性 096
4.2.2 內(nèi)嵌金屬富勒烯的單分子磁體性質(zhì) 097
4.3 金屬富勒烯磁性的應用 099
4.3.1 量子計算與信息存儲 099
4.3.2 分子開關 100
4.3.3 磁場感知 101
4.4 小結 102
參考文獻 102
第5章金屬富勒烯的電學與發(fā)光性質(zhì)107
5.1 金屬富勒烯的電化學特性 108
5.2 金屬富勒烯的半導體特性 114
5.2.1 有機太陽能電池材料 114
5.2.2 場效應晶體管材料 115
5.2.3 熱電器件材料 117
5.2.4 單分子器件 118
5.2.5 其他分子電子功能 119
5.3 金屬富勒烯的發(fā)光特性 121
5.3.1 鑭系金屬富勒烯的發(fā)光 121
5.3.2 鑭系金屬富勒烯的發(fā)光與磁性調(diào)控 123
5.3.3 錒系金屬富勒烯的發(fā)光 124
5.3.4 其他金屬富勒烯的發(fā)光 125
5.4 小結 126
參考文獻 126
第6章金屬富勒烯的復合分子體系131
6.1 金屬富勒烯的給受體分子 132
6.2 金屬富勒烯在不同介質(zhì)中的電子特性 136
6.3 金屬富勒烯的主客體體系 139
6.4 小結 142
參考文獻 143
第7章金屬富勒烯的化學反應性147
7.1 環(huán)加成反應 148
7.1.1 硅烷基化反應 148
7.1.2 1,3- 偶極環(huán)加成反應 149
7.1.3 Diels-Alder 環(huán)加成反應 151
7.1.4 Bingel-Hirsch 反應 152
7.1.5 金屬富勒烯與卡賓的加成反應 152
7.1.6 碳自由基加成反應 153
7.2 單鍵加成反應 153
7.3 水溶化修飾 155
7.4 小結 159
參考文獻 159
第8章金屬富勒烯磁共振成像造影劑應用165
8.1 單金屬釓內(nèi)嵌富勒烯造影劑 166
8.2 釓氮化物內(nèi)嵌富勒烯造影劑 177
8.3 小結 179
參考文獻 179
第9章金屬富勒烯腫瘤治療應用185
9.1 金屬富勒烯抑制腫瘤生長 188
9.2 金屬富勒烯腫瘤血管阻斷治療 193
9.3 小結 200
參考文獻 201
第10 章富勒烯和金屬富勒烯在其他生物醫(yī)學領域的應用205
10.1 富勒烯在抗自由基和細胞保護中的應用 206
10.2 富勒烯在氧化損傷保護中的應用 210
10.2.1 在輻射損傷保護中的應用研究 210
10.2.2 在化學藥物損傷保護中的應用研究 211
10.2.3 在抗氧化損傷機制中的研究 216
10.3 富勒烯的光動力治療研究 218
10.4 其他生物學應用 224
10.5 金屬富勒烯生物體內(nèi)代謝分布行為研究 226
10.6 小結 227
參考文獻 227
索引 231
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