富勒烯是单质碳被发现的第三种同素异形体。1985年，德国科学家 Huffman 和 Kraetschmer的实验证实了 C60 的笼子结构。1992年美国科学家Smalley和法国学者 Ebbesen等研究了富勒烯的形成机制，从此，科学界对富勒烯这一新材料的研究与发现进入了一个全新的阶段。富勒烯(分子)与原子相似，可以用来制造新材料。但同时它又有自己的化学物理性质，这是一个单独原子所不能表现出来的。此外，富勒烯分子，不像其它分子，它有自己的表面，形成一个碳笼，可以内嵌金属原子、碳、化合物、气体分子等，从而可以产生不同的富勒烯衍生物。富勒烯丰富而又独特的物理和化学性质，使它广泛应用在许多领域中，如润滑油添加剂，太阳能电池，磁共振成像造影剂等，它也可用于生物工程基因载体以及军用激光防护眼镜。富勒烯的出现使人们了解到一个全新的碳世界，并立即引起了全世界科学家的广泛关注，使得富勒烯的研究成了材料科学的热点领域。我国也早在“十二五”规划中就已将富勒烯列入《新材料产业“十二五”重点产品目录》中，作为新的纳米碳材料及器件重点项目被列入“十三五”规划中。
（2）富勒烯具有极高的应用价值
由于富勒烯及其衍生物具有完美的对称结构，使其生物、物理和化学内涵十分丰富。大量的研究成果，进一步推动了富勒烯领域的研究与应用发展，富勒烯在诸多领域，如化工、能源、信息、电子、生物医药等，展现出了强大的应用潜力和巨大的的社会经济价值。
1）超导性材料
C60晶体本身的导电性并不是很强，但当碱金属 (Li 、Na、K 、Ru、Cs)或碱土金属嵌入C60分子之间的空隙后，C60与碱金属原子和碱土金属原子可以键合形成离子型化合物， 电导率显著增加， 可转变为金属性导体或超导体，从而表现出十分优异的超导性能且具有很高的超导临界温度。与氧化物超导体相比，C60系列超导体具有完美的三维超导
性、电流密度大、稳定性高、易于展成线材等优点，是非常具应用价值的新型超导材料。
2）光电子器件
研究证明富勒烯的HOMO与 LUMO间的能带间隙约0.1— 2.3eV，而且可以通过掺杂不同的金属来调节，从而做成各种电子器件,如用于制造电子光敏器件和电子数据存储器等。
3）新型催化剂
富勒烯的特殊结构使它可以作为催化剂的重要载体材料。富勒烯内嵌铂、钯等具有催化性能的金属，就可以制成一类新型催化剂。在这种催化剂中，催化性原子被碳笼保护起来，就像 给催化剂穿了一身铠甲，使催化效率和使用寿命都得到大幅度提高。
4）新型光学材料
富勒烯的三维空间结构和分子内部所含有的离域Π键，使其可以作为非线性光学材料、光电转换器件等光学材料。 例如C60具有的高对称性决定了其非线性光学性能。富勒烯中 C60 的光学性较好，具有较低的三重态能级，三重态的量子产率很高，加上三重态的吸收，截面大于基态的吸收截面，因而具有优良的反饱和吸收性能，可在强光保护器中得到应用，在实际应用中可作为光学限幅器，用来保护光学传感器免受强光脉冲的损害，也可用于制备高速电子和光开关，光学数字处理器等新型非线性光学材料。
5）软铁磁性材料
如果用一些有机还原剂掺杂C60富勒烯，富勒烯分子能转变为软铁磁性材料，可以作
为磁记录介质使用。 Pasquarenllo等人认为富勒烯分子中五元环具有较强的顺磁性，而六元环则具有缓和的介磁性， 整个C60球体中磁性是中性的。 这一结论于1993年Prato等人实验和理论计算所证实，在C60的甲苯溶液中加入过量的强供电子有机物，得到电荷转移复合物的黑色微晶沉淀，具有较高的铁磁性转变温度，居里温度为16.IK，是一种不含金属的软铁磁性材料。由于这种物质的高铁磁性转变温度， 预计有很好的应用前景。
6）生物医用材料应用。
含钆金属内嵌富勒烯既是造影剂，又是纳米药物。在毒副作用方面，现有的肿瘤化疗方法是建立在 杀死肿瘤细胞的原理上，但是没有选择性，在杀死肿瘤细胞同时也杀死正常细 胞。这种含钆金属富勒醇纳米药物并不 直接杀死细胞，而是通过改变肿瘤细胞的生长微环境，将其“监禁”起来，阻止它们继续生长和转移，对正常的细胞和组织没有影响。这种诊疗一体化的药物 有可能改变现有的肿瘤治疗方法。
7）化妆品添加剂
由于富勒烯特殊的笼状结构，能够很好亲和自由基。因此，具有极强的抗氧化能力，能够起到活化皮肤细胞，预防肌肤衰亡的作用，是抗皱、美白、预防衰老的的理想成分。正因如此，21世纪以来富勒烯开始被用作化妆品原料，成为备受瞩目的美容成分。
