纳米钻石

太空陨石中发现的钻石结晶体

从1987年起，科学家在太空陨石中发现了许多钻石结晶体。当然，只有用电子显微镜观察才能发现这些微小的颗粒，它们左右（1纳米只不过是十亿分之一米）。科学家因此称这些天然钻石为“纳米钻石”，纳米钻石的成因路径也带来了粒子物理的前沿新探索，用‘仪器’仿制备生成出新的粒子新材料。

存在空间和机制

纳米钻石的生成

根据研究，纳米钻石的确是由超新星爆发的强烈冲击波生成的。但是，近年来，科学家们发现了若干个类似原始太阳系星云的天体，它们往往由初生的气团和周围圆盘状的尘埃云组成。科学家们用哈勃太空望远镜采集这些原始恒星的光谱，从那些圆盘状的尘埃云中，确实也找到了碳结晶的迹象。通过把这些光谱与陨石中的纳米钻石的光谱进行比较，科学家发现两者几乎是一致的。这个事实表明，原始太阳系可以自己生成纳米钻石。纳米钻石的粒子场能效也带来了粒子物理高能物理的‘新粒子-新物理’的空间天体新探索。

纳米钻石的数量

科学家还估计，如果通过超新星的爆发，纳米钻石被散布到已经100多亿岁的宇宙中，那么单是银河系里，就应该含有1兆吨的钻石。遗憾的是，这些钻石太微小了，人们用肉眼无法观察到。

纳米钻石的谜团

2009年1月4日香港《文汇报》报道，北美洲古人类克劳维斯人灭绝消失，一直是科学界的谜团。北美史前人类克劳维斯人在1.3万年前突然消失，长毛象、乳齿象、短面熊齿兽、剑齿虎和巨犰狳等古生物也绝种。科学家最近指出，于北美广泛地区的泥土中发现纳米钻石，引证于公元前1.1万年发生一场彗星撞击地球的毁灭性灾难，不单摧毁克劳维斯文化，也令长毛象和乳齿象等巨型生物瞬间灭绝。

科学家在2009年1月2日出版的《科学》杂志发表有关研究报告，指出在北美洲多个地点的泥土中，均发现肉眼无法看见的纳米钻石，其中一处更是位于亚利桑那州梅利泉的克劳维斯遗址之上。研究员指出，纳米钻石需要在宇宙爆炸造成的高温和高压环境下形成。

科学家肯尼特说：“除了外层空间的力量，没有其它理由能够解释这些钻石的出现。”他指这次彗星撞地球，类似约6500万年前令恐龙绝种的彗星撞击。北美史前人类克劳维斯人在1.3万年前突然消失，长毛象、乳齿象、短面熊齿兽、剑齿虎和巨犰狳等古生物也绝种。

科学应用

美国科学家2007年10月研究证明，纳米钻石颗粒可以被用来向癌细胞传输化疗药物。这一研究成果发表在国际顶级纳米期刊《纳米快报》（Nano Letters）上。Dean Ho博士是美国西北大学的助理教授，他同时担任北京大学生物医学工程系的访问教授。他领导的小组研究证明，这种由纳米钻石颗粒提供的药物传输系统是更安全有效的。

与当前使用的药物传输系统不同的是，纳米钻石颗粒药物传输系统不会产生副作用。一系列的基因研究已经证实，纳米钻石颗粒不会引起细胞炎症，因为一旦药物被释放出来，所留下的就仅仅是钻石颗粒而已。同时，纳米钻石颗粒在水中的溶解度也赋予了它在临床应用方面的新优势，而且它还可以用来治疗结核病或者病毒感染。

纳米钻石颗粒非常特别，它们极为稳定，因此科学家能够在其表面进行许多化学实验，进一步开发其应用功能。同时它们还提供了安全上的保证，这一点对临床医学至关重要，因为找到一种既有效又安全的材料并非易事。研究人员还发现，对纳米钻石颗粒进行汇总能够帮助正常的细胞抵御化疗药物，使它们不致被杀死，因为这种纳米钻石颗粒集群只有在抵达目标细胞时才会缓慢释放药物，而它们所传输的药物，几乎是普通传输系统所能传输药物的5倍之多。

日本开发

日本住友电气公司和大阪大学等单位联合开发出尖端直径仅为10纳米的钻石纳米发射体。据认为，这一技术在信息通信等领域具有广阔的应用前景。这种纳米级的单晶钻石发射体是应用晶体生长技术和等离子腐蚀法制作出来的。科学家们研究发现，钻石的电子释放效率要高于一般金属，其尖端越尖，便越能在低电压下产生更强的电场和提高电子的释放效率，是今后很有发展前途的元器件制造材料。但是由于钻石的材料特性，要制作小直径的尖端非常困难。日本经济产业省实施的“新前沿碳技术”项目就是为了解决这个难题。

纳米钻石集群

德国乌尔姆大学的安德里亚斯-阿尔伯特声称已经能够使纳米钻石结合在一起形成一个六角形排列。

纳米钻石含有的不完整性被称作氮空缺中心，一个氮原子取代了其中的一个碳原子。在这些氮空缺中心的电子自旋能够使用磁场进行操纵，来获得比如说量子纠缠的优势。

通过使用一种名为SP1的转基因蛋白质来包裹纳米钻石，德国乌尔姆大学的安德里亚斯-阿尔伯特和他的同事们声称他们已经能够使纳米钻石结合在一起形成一个六角形排列。

他解释道：“我们已经通过探索生物系统的自组装能力，证实了一种按比例放大量子系统的新方法。我们事实上实现了小型纳米集群，而且在这项艰难的工作中踏出了第一步。”

研究成果

2022年，德国、法国的研究人员发现了一种生产纳米钻石的新方式。这种钻石未来还能用于高灵敏度的量子传感器、医用造影剂和高效反应加速器。研究成果发表在最新一期《科学进展》杂志上。

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