基礎研究の段階ではC₆₀フラーレンをボールベアリングのボールのように用いて動摩擦をほぼゼロにできる事が分かっており、ナノマシンの潤滑剤としての用途などが考えられている。
ヒト免疫不全ウイルス(HIV)の特効薬としての利用が検討されている。HIVは増殖の際にHIVプロテアーゼという酵素を必要とする。この酵素は脂溶性の空隙があり、ここにちょうどフラーレンがはまり込んでその作用を阻害する。このためある種のフラーレン誘導体は抗HIV活性を示し、臨床試験が進行中である。遺伝子の導入にフラーレンが有効であることが判明している。C₆₀フラーレンに四つのアミノ基をつけた水溶性フラーレン（TPFE）はDNAとの結合が可能である。DNAと結合したTPFEは細胞膜を通り抜けた後に分離し、放たれたDNAは発現する。フラーレンは低毒性で、TPFEを使った遺伝子治療は安全だといわれている。遺伝子導入には今までウイルスや脂質類似物を「運び屋」として使う方法があったが、臓器障害などの安全性の問題があった。しかし、東大大学院理学系研究科の中村栄一教授と東大医学部付属病院の野入英世准教授らの、マウスを使った実験ではTPFEによる遺伝子導入に臓器障害が見られなかったという。また、TPFEは安価で大量生産できるため、TPFEによる遺伝子治療は安価で利用できるという。
アルデヒド化合物とグリシンなどのアミノ酸をまず反応させ、アゾメチンイリドを形成させる。次いでフラーレンと1,3-双極子付加反応を起こさせ、最終的にフラーレン上にピロリジン環が形成される。
Bingel-Hirsh反応とも呼ばれる。ブロモマロン酸エステルをDBUによりエノラート化し、フラーレンに求核付加する。その後、フラーレンに生じた負電荷がSN2反応でマロン酸部位を攻撃し、三員環構造を形成する。ヨウ素やテトラブロモメタンを共存させることで、ハロゲン化されていないマロン酸エステルも反応させることが可能である。
フラーレンは物理的に極めて安定で、水や有機溶媒に溶けにくい性質を持つ。このため、この物体単体の利用開発が妨げられている。だが、化学反応性に富み、化学修飾をほどこし水溶性を増すことで、様々な試薬と反応することが知られており、様々な分野での開発研究が進められている。これは球面状に芳香環が歪められているため芳香族性が低下し、適当な反応性を持つためと考えられる。現在までに様々な反応が報告されており、C₆₀は単一分子として最も反応性がよく調べられた分子となっている。主な反応として水素やハロゲンの付加反応、有機金属試薬の求核付加反応、[3+2]・[4+2]などの環化付加反応などがある。また二重結合は白金やイリジウムなどの配位子としても働き、錯体を形成することが知られている。また、2個の C₆₀ が結合して出来た二量体や、さらに密に結合した落花生型などの C₁₂₀、3個が結合したトリマーの C₁₈₀ や、多数のフラーレンが結合したポリマーなども合成されている。フラーレンに置換基を導入する反応の中でも、以下の二つの反応がよく知られている。
筑前国遠賀郡虫生津村（現福岡県遠賀郡遠賀町）の農家の嶺直平の三男として生まれる。同郡中底井野村（現中間市）の月形春耕（月形潔の父）が開いていた「迎旭堂」に入塾、さらに福岡に出て藩医の板垣養永に医学を、春耕の兄の月形深蔵に儒学を学ぶ。この時に養敬は深蔵の子である月形洗蔵と出会う。その後江戸に出て佐藤一斉の塾に入り、藤森弘庵や大橋訥庵の知遇を得る。帰福後、藩医鷹取養巴に寄寓し、平野国臣や月形洗蔵などに兄事した。宗像郡吉留村(現宗像市)の医師の早川元瑞の後を継いで医師となったが、医業は門人に任せて福岡藩や諸藩の士と交流を続け、尊皇攘夷運動に活発に参加した。万延元年（1860年）の「桜田門外の変」の後、福岡藩で尊皇攘夷運動が過激さを増し、藩主黒田長溥の忌諱に触れて、文久元年（1861年）、多くの藩士が処罰された（辛酉の獄）が、養敬は藩士で無かったために難を逃れた。禁門の変の後、三条実美たちが長州へと落ちるときに随従していた中岡慎太郎と長州で知りあい、第一次長州征討が迫る中、早川の仲介で元治元年12月4日（1865年1月1日）に西郷隆盛、中岡の会談へと結びつく。さらに、同年12月12日（1月8日。12日（9日）という記録もある）に早川、月形の斡旋で西郷、高杉晋作の会談が実現する。福岡藩はこの時、長州周旋活動に取り組み、養敬は加藤司書・建部武彦・喜多岡勇平など福岡藩士と西郷隆盛などのもとで、月形洗蔵と共に奔走した。そして周旋活動が功を奏し、長州にいた三条たち五卿は元治2年1月14日（1865年2月9日）、筑前大宰府の延寿王院（現在の太宰府天満宮境内にある）に移転となった。しかしその後、幕府が再び長州征討を決定したことで福岡藩は分裂し、早川・加藤・月形ら筑前勤皇党は藩政を乱したとして加藤は切腹、月形は斬首、早川は幽閉となった（乙丑の獄）。その後、王政復古により赦され、三条実美の知遇もあって明治新政府に出仕、奈良府判事等を歴任し、元老院大書記官に進んだ。晩年は「宗像会」を設立するなど、郷土の育英事業に尽力した。