Наноалмазы (НА) представляют собой ультрадисперсную разновидность углеродной фазы. Эти наночастицы имеют кристаллическую решетку типа алмаза с множеством поверхностных дефектов, которые образуют высокополярные группировки органического типа.

Схематическое изображение наноалмаза

Наноалмазы были независимо открыты несколькими научными группами в Советском Союзе и по сей день являются предметом активного изучения в России. Возросшая популярность наноструктур делает очень привлекательной разработку технологических применений НА.

Получение углеродных частиц со структурой алмаза при высоком давлении и температуре, начавшееся в 50-х годах прошлого века, эволюционировало в детонационную технологию получения НА. Сырьем служит углерод, входящий в состав взрывчатых веществ, далее наночастицы размером около 5 нм очищают с помощью азотной кислоты и отмывают для получения неагрегированных ультрадисперсных систем. Детонационное производство НА является относительно недорогим.

Наноалмазы имеют большую удельную поверхность и, как показали исследования, проявляют ряд необычных свойств. С помощью модификации поверхности наноалмазов эти наночастицы превращаются в превосходные агенты для доставки лекарств (они гораздо меньше в размерах используемых в биомедицине липосом и полимерсом и не токсичны); также можно создавать на их основе нанокомпозиты и антипригарные покрытия, абразивные составы, адсорбенты, элементы электроники и пр.

Слева направо: электронная фотография НА; схематическое изображение его поверхностных функциональных групп; голубое флуоресцентное свечение дисперсии модифицированных НА.

Основное преимущество НА для использования в биомедицинских целях – это отсутствие токсичности, поскольку зарекомендовавшие себя в таких приложениях флуоресцентные наночастицы, называемые квантовыми точками, из-за токсичности не могут широко применяться in vivo. Гидрофобные флуоресцентные НА открывают новые пути визуализации клеточных мембран и других гидрофобных компонентов биологических систем.

Наноалмаз используется для инициирования роста алмазных пленок более 10 лет, но только в последние год были получены нанокристалические пленки с параметрами, близкими к алмазу.

Применяется в качестве добавки в пластические смазки для снижения интенсивности износа, изготовление твердосмазочных покрытий, лажных мазей, а также добавляется в резину, керамику, пластмассы, для существенно улучшения характеристик, повышения износостойкости.