Станут ли фуллерены главным открытием 21-ого века?

ПРИМЕНЕНИЕ ФУЛЛЕРЕНОВ

К настоящему времени применения фуллеренов и родственных им структур весьма разнообразны. В далеко не полном списке их потенциальных применений - алмазные технологии, СТЭЛС – технология, антивирусные препараты и препараты против СПИДа, материалы для хранения водорода, магнитные нанокомпозитные материалы для записи и хранения информации, препараты для магнитной (ЯМР) томографии, антиоксиданты, нелинейные оптические материалы для защиты высокочувствительных приемников света от лазерной атаки, биологически важные водорастворимые полимеры, высокотемпературные антифрикционные смазки и пр. Отдельно нужно отметить применение углеродных наноструктур для разработки мономолекулярной электроники. Уже создан экспериментальный транзистор на одной молекуле фуллерена С60 и полевой транзистор на одной углеродной нанотрубке.

Очевидность широких и скорых применений фуллереновых материалов способствовала тому, что ведущие развитые страны в последние годы направляют в эту область миллиардные инвестиции. Это прежде всего США, Япония, Южная Корея и Европейский Союз. Федеральный Резервный Банк США в Хьюстоне назвал в своем релизе Нанотехнологии и Биотехнологии в числе наиболее инвестиционно привлекателных направлении 21-ого века.

С момента открытия фуллеренов в 1985 году и последующего введения атомов металла внутрь их углеродного кэйджа (замкнутой углеродной сетки) значительный интерес сфокусирован на этих уникальных молекулах. Интенсивные исследования последнего времени значительно расширили наши знания о химических и биологических свойствах самых  экзотических разновидностей фуллеренов.

Безусловно, что медицина является самым очевидным полем применения фуллеренов. Первый намек на то, что они могут иметь будущее в медицине, появился в 1993 году, когда было сообщено, что одно из органических производных фуллерена С60 обладает активностью против вируса СПИД'а. Сегодня перспективы использования фуллеренов в медицине значительно шире. По-видимому, важнейшим для медицинских приложений свойством  фуллеренов является их способность действовать в качестве биологических антиоксидантов. Из-за большого количества сопряженных двойных связей в молекуле фуллерена, которые легко взаимодействуют со свободными радикалами, С60 может рассматриваться как своеобразная «губка, поглощающая свободные радикалы». В частности, фуллерен легко взаимодействует с -ООН (остаток перекиси водорода ) и, таким образом, блокирует его окислительное биологическое действие.

Другим важным применением фуллеренов является их использование в качестве агентов для т.н. фотодинамической терапии. Это новый метод лечения, использующий лазеры. С помощью С60 было проведено успешное лечение фибросаркомы на мышах.

Важно отметить, что до сих пор не было отмечено токсичности фуллеренов, хотя можно предположить, что токсичность будет зависеть от того, в виде какого производного фуллерен будет вводиться  в организм.

Наиболее важным приложением нерадиоактивных фуллеренов является использование их как контрастирующих агентов в ЯМР-томографии. Этот метод в настоящее время широко используется и является основным в медицинской диагностике. В отличие от рентгеновской томографии он не связан с вредным действием излучения на организм.

Фуллерены весьма перспективны и для использования в ядерной медицине, диагностике, терапии рака и иммунотерапии.

Другой важной проблемой, при решении которой важно знать свойства радиоактивных фуллеренов, является проблема фиксации и захоронения радиоактивных отходов и связанная с её решением задача разработки новых материалов и технологий. Существует несколько направлений в комплексной переработке радиоактивных отходов, в которых фуллерены и родственные им материалы могут быть успешно использованы. Впереди у ученых большое поле деятельности для изучения разнообразных свойств фуллеренов  и внедрение научно-обоснованных рекомендаций   в повседневную жизнь. Пожелаем сотрудникам лаборатории химии и спектроскопии материалов отделения нейтронных исследований новых поисков, успешных результатов и творческих находок в Новом году.