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富勒烯（英語：Fullerene） 或巴克球、足球烯是一種完全由碳組成的中空分子，形狀呈球型、橢球型、柱型或管狀。富勒烯在結構上與石墨很相似，石墨是由六元環組成的石墨烯層堆積而成，而富勒烯不僅含有六元環還有五元環，偶爾還有七元環。
1985年英國化學家哈羅德·沃特爾·克羅托博士和美國科學家理查德·斯莫利在萊斯大學制備出了第一種富勒烯，即“C60分子”或“富勒烯”，因為這個分子與建筑學家巴克明斯特·富勒的建筑作品很相似，為了表達對他的敬意，將其命名為“巴克明斯特·富勒烯”（巴克球）。飯島澄男早在1980年之前就在透射電子顯微鏡下觀察到這樣洋蔥狀的結構。自然界也是存在富勒烯分子的，2010年科學家們通過史匹哲太空望遠鏡發現在外太空中也存在富勒烯。“也許外太空的富勒烯為地球提供了生命的種子”。
在富勒烯發現之前，碳的同素異形體的只有石墨、鉆石、無定形碳（如炭黑和炭），它的發現極大地拓展了碳的同素異形體的數目。富勒烯和碳納米管獨特的化學和物理性質以及在技術方面潛在的應用，引起了科學家們強烈的興趣，尤其是在材料科學、電子學和納米技術方面。
大量低成本地制備高純度的富勒烯是富勒烯研究的基礎，自從克羅托發現C60以來，人們發展了許多種富勒烯的制備方法。目前較為成熟的富勒烯的制備方法主要有電弧法、熱蒸發法、燃燒法和化學氣相沉積法等。
一般將電弧室抽成高真空，然后通入惰性氣體如氦氣。電弧室中安置有制備富勒烯的陰極和陽極，電極陰極材料通常為光譜級石墨棒，陽極材料一般為石墨棒，通常在陽極電極中添加銖、鎳、銅或碳化鎢等作為催化劑。當兩根高純石墨電極靠近進行電弧放電時，炭棒氣化形成等離子體，在惰性氣氛下小碳分子經多次碰撞、合并、閉合而形成穩定的C60及高炭富勒烯分子，它們存在于大量顆粒狀煙灰中，沉積在反應器內壁上，收集煙灰提取。電弧法非常耗電、成本高，是實驗室中制備空心富勒烯和金屬富勒烯常用的方法。
苯、甲苯在氧氣作用下不完全燃燒的碳黑中有C60和C70，通過調整壓強、氣體比例等可以控制C60與C70的比例，這是工業中生產富勒烯的主要方法。
由于富勒烯能夠親和自由基，因此個別商家將水溶性富勒烯分散于化妝品，但是效果一般且價格昂貴。
富勒烯衍生物與卟啉、二茂鐵等富電子基團共價或非共價形成多元體，用于研究分子內能量、電荷轉移、光致能量和電荷轉移。
自1995年俞剛博士將富勒烯的衍生物PCBM（[6,6]-phenyl-c61-butyric acid methyl ester，簡稱PC61BM或PCBM）用于本體異質結有機太陽能電池以來，有機太陽能電池得到了長足的發展，其中有三家公司已經將摻雜PCBM的有機太陽能電池商用，迄今大部分有機太陽能電池以富勒烯做為電子受體材料。