Уникальная структура эндометаллофуллеренов и разнообразие их свойств в зависимости от внедренного металла и фуллерена вызывают особый интерес к ним в плане изучения их химических и физических свойств. Исследования эндометаллофуллеренов и их производных в последние годы значительно расширили горизонты наших надежд на новые технологии и материалы, в том числе, для обеспечения пожарной безопасности, для рационального природопользования, снижения экологической нагрузки на природу, обеспечения сбережения углеводородных ресурсов, экономии энергии на их получение и переработку за счет создания безотходных технологий их использования. К новым перспективным материалам на основе эндофуллеренов можно отнести сверхпроводники, органические ферромагнетики, лазерные и сегнетоэлектрические материалы, покрытия и смазки, топливные добавки, интумесцентные покрытия и т.п.

Одной из насущных проблем в России и мире является обеспечение пожарной безопасности гражданских и промышленных объектов, транспортной инфраструктуры, различных технических средств и изделий, например, робототехники, ядерного и химического оборудования и т.д. Решение этой проблемы важно как в гуманитарном плане, так и в плане экономии бюджетных и коммерческих средств, расходуемых на ликвидацию последствий аварий и катастроф. Одним из путей решения является использование пассивной защиты - огнезащитных покрытий, в частности, интумесцентных, обеспечивающих задержку нагрева субстратов до критических температур (500 ^оС) на десятки минут, необходимых для принятия мер по ликвидации аварийных ситуаций. Благодаря проведенным в ЛНФХИ экспериментам представляется возможным оптимизировать огнезащитные свойства покрытий, комбинируя наполнители - термостойкие полые микрочастицы и химически активный наноуглерод, способный упрочнять пенококс в результате его сшивания. Заметное улучшение традиционного интумесцентного состава было достигнуто за счет введения малого количества фуллеренсодержащей сажи: время нагрева субстрата возрастает в ~ 6 раз, хотя степень увеличения объема этих образцов примерно одинаковая. Это указывает на образование более однородной оболочки пенококса с равномерным распределением пор за счет наноуглерода, который может химически соединить полимерные цепи связующей компоненты в композите. Примерно тот же эффект достигнут с помощью теплоизолирующих корундовых частиц, покрытых дифталоцианином железа, но при их массовой доле на порядок выше, чем для фуллеренсодержащей сажи. Проведенные эксперименты позволяют сделать вывод о пригодности фуллеренов и дифталоцианинов для оптимизации существующих интумесцентных композиций.

Другой, не менее масштабный, комплекс задач, который может быть решен с помощью внедрения фуллеренов и ЭМФ, связан с проблемами регенерации и безотходного использования нефтепродуктов – различных отработанных масел, применяемых в двигателях, машинах и механизмах, наземном и водном транспорте. Для решения указанных проблем могут быть использованы методы эффективной очистки, химического восстановления окисленных смазочных веществ и масел после длительного цикла эксплуатации. Такие способы регенерации смазочных веществ становятся возможными за счет введения в состав наноуглерода, как активной компоненты с ярко выраженными антиоксидантными свойствами, а также добавки, снижающей внутреннее трение в жидком масле и между контактирующими поверхностями металла. Введение в масла наноуглерода (фуллеренов, металлофуллеренов, фуллеренолов и других форм, в том числе, наноалмазов) позволит повысить безопасность эксплуатации машин и механизмов, а также снизить риски воспламенения масел за счет повышения температуры их возгорания.

И последняя, но не по значимости, проблема, о которой хотелось бы упомянуть, это разработка и рациональное использование новых лекарственных средств. Благодаря внедрению препаратов на основе фуллеренов и эндометаллофуллеренов становится возможным переход к персонализированной медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения. Фуллерены и эндометаллофуллерены многократно подтвердили свою активность при использовании в качестве антиоксидантных, противовирусных и противоопухолевых средств. Водные растворы эндометаллофуллеренолов Gd@C₈₂(OH)₂₂ способны ингибировать рост опухолей у мышей, а проблема множественной лекарственной устойчивости, часто встречающаяся при лечении рака, также может быть решена с помощью применения гидроксилированных эндометаллофуллеренов. Кроме того, фуллерены способны проявлять радиопротекторные свойства благодаря тому, что фуллерены охотно связывают возникающие в клетке под действием радиационного облучения реактивные формы кислорода. Водорастворимые производные эндометаллофуллеренов также могут быть использованы и как препараты для диагностики онкологических заболеваний.

Подводя итоги перечисленным экспериментальным свидетельствам эффективности фуллеренов и эндометаллофуллеренов в разных областях науки и техники, полученных к 2018 году, хотелось бы отметить, что внедрение фуллеренов действительно может способствовать качественному улучшению многих аспектов нашей жизни.

Марина Суясова,

Канд. физ.-мат. наук.