我国富勒烯研究的发展与JAI的贡献

富勒烯是一种近些年新发现的材料，我国在该方面的研究一直紧跟世界水平，并且在富勒烯发现后的十几年里掀起了一波富勒烯的高潮。据德国马普学会统计，我国有关富勒烯研究的SCI论文近些年一直处于世界第三位，仅在Nature, J.Am.Chem.Soc., Angew.Chem.Int.Ed.，Phys.Rev.Lett.等国际一流杂志上就发表了数十篇文章。我国科学家在富勒烯和金属富勒烯的理论研究、功能化研究、结构表征以及形成机理等方面做出了一些在国际上具有较大影响的创新工作，被认为是我国在国际上最有发言权的研究领域之一。
    近年来，富勒烯的相关研究两次获得国家自然科学奖：
2000年唐敖庆等以“原子簇的结构、化学键和结构规则”荣获国家自然科学二等奖，
2002年朱道本等又以“C60的化学和物理基本问题的研究”再次获得国家自然科学二等奖。
2004年4月30日《科学》杂志（Science, 304, 699, 2004.）发表了以厦门大学物理化学固体表面化学国家重点实验室为主完成的有关新型富勒烯C50Cl10的合成与表征工作，并在国际学术界迅速引起重大反响。美国《新科学家》杂志New Scientist、《化学工程新闻》C&EN、《物理网站》Physics Web等国际科技媒体都在第一时间内，分别以“Baby buckyballs hold unusual promise”、“Chlorine catches cagey C50”、“Carbon-50 makes its debut”等为题，报道和评述了这项在国家自然科学基金等长期持续资助下取得的重要成果。殊不知，这其中还有日本分析工业株式会社的一份贡献。
    郑兰荪院士发表SCI论文的过程可以说是国内科研学者的一次大联合。该研究组的谢素原博士在攻读博士期间就已参与到氯代碳簇的合成研究并取得突出成绩，毕业留组工作后不久，又合成并通过色谱－质谱联用检测到C50Cl10，进一步对合成与分离条件加以优化，通过在商业化制备C60的石墨电弧方法的氦气气氛中引入四氯化碳作为氯源，以此捕获和稳定C50分子。在他们的指导下，博士生高飞历经三年艰辛的努力，最终合成了约100克产物。用高效液相色谱进行多轮制备分离，最后一轮的纯化工作得到了中国科学院化学所王春儒研究员的大力协助，采用专用的C60分离设备（循环制备高效液相色谱LC-908-C60），最终分离出近1毫克的C50Cl10的纯化产物。此后，对C50Cl10的纯化产物进行综合实验测试，综合结果最终确定该富勒烯衍生物具有D5h对称的笼状结构，其中10个相邻五元环上的10个碳原子由sp2转成sp3杂化，其多余的化学键由10个氯原子所饱和。
   制备富勒烯，纯化是关键。众所周知，富勒烯的多种制备方法都会在制得富勒烯的同时得到多种富勒烯的同系物和其他碳元素化合物，而其中富勒烯的含量非常少，并且由于富勒烯同系物分子量和富勒烯分子非常相近，用传统的体积排阻法很难进行分离纯化。因此，针对富勒烯和其同系物在分子结构上的不同，即分子是否为碳笼结构，可以利用其他分离原理使用液相色谱进行分离。目前较为常用的是使用经芘基结合处理过的多孔球状硅胶柱实施分离，但是在使用液相色谱进行分离制备时，如果一次过柱不能得到良好的分离效果，往往就只能作罢。而此时，谱图上的一个个重叠峰，不能提供准确的样品信息。常规做法只能更换溶剂根据不同样品进行复杂的摸索实验，十分费时费力并且会消耗大量的溶剂。因此，在进行富勒烯纯化过程中如何提高柱效就成了一个非常重要的问题。
   JAI（日本分析工业株式会社）的LC-9104集成了包括自动进样，自动循环，自动馏分收集的三大自动装置，大大降低了实验的强度。同时其独特的循环技术，可以在无溶剂消耗的前提下，让样品在洗脱液的带动下在闭合回路中反复过柱，大大提高了柱效，在较短的时间内就能完成富勒烯的分离和纯化。并且这种实验方法具有良好的重现性，能给研究人员提供有说服力的论据，这就使研究富勒烯的性能及应用方法或分析富勒烯结构成为可能。在郑兰荪院士发表SCI论文的过程中，中科院化学所的王春儒研究员就是利用我司的LC-908-C60（LC-9104前身）对其样品进行分离纯化，为实验的可分析性和重复性提供了有力的保障。
    中科院化学所研究员、博士导师王春儒教授从事了多年的富勒烯研究，是我国富勒烯领域的权威之一。他不但合成、分离、表征了具有新奇结构和特性的富勒烯和内嵌原子（分子）富勒烯，还在富勒烯在纳米技术和生物制药方面的应用领域有很大的建树。在王老师的实验室中，就有我司的两台LC-908-C60和一台LC-9104。其中服役时间最长的一台已经有六年之久，但其稳定的性能还在继续为王老师提供良好的分离效果。
厦门大学的郑兰荪院士在发表SCI论文以后，也向我司购买了一台LC-908-C60，对富勒烯进行更深一步的研究。
    科学探索依靠的不只是99%的努力和1%的灵感，同时还需要合适的仪器为研究者毕其功之利器。综上所述，LC-9104已经是公认的富勒烯研究的完美利器。