众所周知，碳元素有两种同素异形体---石墨和金刚石。1970年，日本科学家小泽预言，自然界还存在第三种碳的同素异形体。
石墨烯薄膜
富勒烯的发现过程经过15年各国科学家的不懈探索，1985年，英国科学家Kroto H W 和他的合作伙伴在美国Rice大学研究期间利用质谱仪研究激光蒸发石墨电极粉末，发现在不同数量碳原子形成的碳簇结构中含60个和70个碳原子的团簇具有高度稳定性。于是，它们将由60个碳原子构成的稳定球形结构称为C60。其半径约为0.71nm，具有笼形结构特点。Fuller是美国一名著名的工程师，他于1967年设计了蒙特利尔博览会美国展馆，这个展馆外形看上去像个四分之三球面，球顶完全由六边形构成。这种设计给C60的发现者极大的启发，所以他们把发现的这些碳结构以他的名字命名。以后又出现了C44,C50.C76.C80等纯碳组成的分子，它们均属于富勒烯家族。
由于特殊的结构和性质，C60在超导、磁性、光学、催化、材料及生物等方面表现出优异的性能，得到广泛的应用。特别是1990年以来Kratschmer和Huffman等人制备出克级的C60，使其应用研究更全面、活跃。
（1）超导体
C60分子本身使不导电的绝缘体，但当碱金属嵌入C60分子之间的空隙后，C60与碱金属的系列化合物将转变为超导体。与氧化物超导体比较，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，是一类极具价值的新型超导材料。
（2）有机软铁磁体
在C60的甲苯溶液中加入过量的强供电子有机物四（二甲氨基）乙烯（TDAE),得到了C60（TDAE)0.86的黑色微晶沉淀，经磁性研究后表明是一种不含金属的软铁磁性材料。居里温度为16.1K，高于迄今报道的其它有机分子铁磁体的居里温度。由于有机铁磁体在磁性记忆材料中有重要应用价值，因此研究和开发C60有机铁磁体，特别是以廉价的碳材料制成磁铁替代价格昂贵的金属磁体具有非常重要的意义。
（3）光学材料
由于C60分子中存在的三维高度非定域电子共轭结构使得它具有良好的光学及非线性光学性能。如在实际应用中可作为光学限幅器。C60还具有较大的非线性光学系数和高稳定性等特点，作为新型非线性光学材料具有重要的研究价值，有望在光计算、光记忆、光信号处理及控制和有机太阳能电池等方面有所应用。
（4）功能高分子材料
将C60作为新型功能基团引入高分子体系，得到具有优异导电、光学性质的新型功能高分子材料。从原则上讲，C60可以引入高分子主链、侧链或其它高分子进行共混，首次报道C60的有机高分子C60 Pdn，并从实验和理论上研究了它具有的催化二苯乙炔加氢功能，将C60/C70的混合物掺入发光高分子材料聚乙烯咔唑中，可得到新型高分子光电导电体，其光导性能可与某些最好的光导材料相媲美。这种光电导材料在静电复印、静电成像以及光探测等技术中有广泛应用。
（5）生物活性材料
有报道称C60对田鼠表皮具有潜在的肿瘤毒性，认为C60与超氧阴离子之间存在相互作用。一种水溶性C60羧酸衍生物在可见光照射下具有抑制毒性细胞生长和使DNA开裂的性能，为C60衍生物应用于光动力治疗法开辟了广阔的前景。1994年报道了一种水溶性C60---多肽衍生物，可能在人类单核白细胞趋药性和抑制HIV-1蛋白酶两方面具有潜在的应用。有人发现水溶性C60脂质体，其对癌细胞具有很强的*伤效应。多羟基C60衍生物具有吞噬黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶产生的超氧阴离子自由基的功效，还对破坏能力很强的羟基自由基具有优良的清除作用。
C60不仅有这些应用，其一种衍生物“特氟隆”可作“分子滚珠”和“分子润滑剂”。高压下C60可转化为金刚石，开辟了金刚石的新来源。C60与环糊精、杯芳烃形成的水溶性主客体复合物将在超分子化学、仿生化学领域发挥重要作用。
