nanodiamant – Store norske leksikon

Nanodiamanter er ørsmå, syntetisk fremstilte diamantpartikler som er mindre enn 100 nanometer. De brukes blant annet til sliping og i noen medisinske anvendelser, og det forskes på å bruke dem i kvantedatamaskiner.

Den første sikre rapporten om syntese av diamant under høyt trykk kom fra laboratoriene til General Electric i 1955. I 1963 oppdaget sovjetiske forskere at det er mulig å syntetisere diamant fra karbon ved hjelp av trykkbølger fra en eksplosjon. Blant støvet etter slike eksplosjoner fant man mange svært små diamantpartikler. Senere har syntetisk fremstilte diamanter som er mindre enn 100 nm fått navnet nanodiamant.

Syntese av nanodiamanter krever spesielle betingelser, blant annet høyt trykk og høy temperatur. I dag har man har industrialisert egne detonasjonskamre for fremstilling av nanodiamant. Det er også utviklet en rekke andre teknikker for å fremstille nanodiamanter, for eksempel laser- og mikrobølge-assisterte metoder.

Egenskaper og bruksområder

Industri

Nanodiamanter har mange av de samme egenskapene som større diamanter, som høy hardhet og kjemisk stabilitet. Kombinert med størrelsen på nanodiamantene, er de velegnet til bruk i borekroner og slipemidler der man vil ha overflater med lav ruhet.

Medisin

Nitrogen er en vanlig urenhet i diamant og gir opphav til nitrogenvakanser, ofte kalt NV-sentre. Et NV-senter formes når et karbonatom byttes ut med et nitrogenatom, og dette gir en karakteristisk rød fluorescens som kan brukes i magnetisk resonansavbilding av nanostrukturer og innen optisk avbildning av små biokjemiske systemer.

Nanodiamanter har i likhet med nanopartikler generelt, stor overflate i forhold til volum. Denne overflaten kan funksjonaliseres med ulike kjemiske forbindelser, som åpner for anvendelser innenfor kolloidkjemi og overflatekjemi. For eksempel har man forsket på å binde ulike typer medisin til nanodiamanter, som på grunn av sin størrelse kan fraktes rundt i kroppen med blodstrømmen.

Informasjonsteknologi

NV-sentre har sterkt lokaliserte elektronspinn, som gjør nanodiamanter til en attraktiv kandidat til å danne kvantebits i kvantedatamaskiner.

Les mer i Store norske leksikon

Litteratur

N. Nunn, M. Torelli, G. McGuire and O. Shenderova. ‘Nanodiamond: A high impact nanomaterial’. Current Opinion in Solid State and Materials Science. 21, 1-9, 2017
G. Xi et.al. 'Convection-enhanced delivery of nanodiamond drug delivery platforms for intracranial tumor treatment'. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. 10(2), 381-391, 2014.
V. V. Danilenko. 'On the History of the Discovery of Nanodiamond Synthesis'. Physics of the Solid State. 46(4), 595-599, 2004.

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

Fagansvarlig for Nanoteknologi

Jacob Linder

Professor, NTNU – Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet