20世紀80年代誕生了一種高新科技產品——納米材料，它那神奇的特性和極其廣泛應用前景非常誘人。
納米技術使人類對大自然的認識進入了一個新的層次，從此，一批新學科將誕生，更多新材料將被創造，許多新概念和新理論將相繼建立，物質產品的生產方式將迅速改變，社會生活將產生巨大變革。國際科技權威預測，21世紀是納米世紀，納米技術的發展其深遠意義堪與18世紀的工業革命相媲美。因此，現在每個大國都在強調納米技術將決定國家在21世紀的命運。
隨著微米時代的結束，納米時代開始將黎明第一束曙光投向世界，未來世界文明的中心將會出現在什么地方呢？有一點可以肯定的是，在納米時代，誰掌握了最先進的納米技術，誰能夠最先從納米技術中獲益，誰就有可能成為新一代的世界文明中心。
納米時代的到來，最先為人們所感受到的一定是在納米科技基礎上建立起來的納米經濟。納米經濟的形成過程，首先是納米產品從納米科技的基礎研究中脫穎而出，納米金剛石的出現就是其中一例，這種產品的逐漸成熟及影響的逐步擴展，使得納米產業在整個國民經濟中的地位日益凸現，比重逐漸提高。歷史的經驗告訴我們，曾經重視微米科技的國家，今天都已成為發達國家，而納米科技則為人們提供了新的機遇。今天重視納米材料的國家將在未來高科技競爭中取得領先的地位。
需要指出的是，現代科技往往會在交叉點上有所創新，正因為納米科技是多學科交叉融合，所以才充滿了原始的創新機會，科學家也愿意在這個領域耕耘，獲得原始創新的成果。在納米尺度上多學科的交叉融合，是納米科技巨大的生命力，迅速形成了具有廣泛學科內容和潛在應用前景的研究領域。
納米材料是納米科技的基礎，由于納米材料具有顆粒尺寸小、比表面積大、表面能高、表面原子所占比例大等特點，以及其特有的四大效應：小尺寸效應、量子尺寸效應、量子隧道效應和表面效應，從而具有傳統材料所不具備的奇異或反常的物理、化學特性。
納米金剛石是納米材料家族中的一個重要成員，它不僅保留著金剛石的綜合優異特性，而且還有對人體無害的良好的生物兼容性；對雷達波、紅外紫外光有巨大的透射率和吸收率，優異的冷陰極場發射效應，表面有許多羧基、烴基、羰基等功能團，很容易同金屬、橡膠、塑料聚合物、織物表面緊密結合等等，從而為納米金剛石的應用提供技術基礎和發展空間，本文引用以下具體事例來闡明。
1、納米金剛石與金屬的電化學和化學鍍
實驗研究表明，在電鍍的工藝技術中應用納米金剛石具有以下一些優越性：
1.1提高產品的質量和結構特性。
●優越的耐磨性和高的顯微硬度；
●高的附著性和低的摩擦系數；
●高的陽極氧化鋁膜的電絕緣性能；
●高的抗蝕性；
●電解液的擴散能力急劇增長；
●高的彈性。
1.2制品的使用壽命提高1-9倍。
1.3可達到節約材料，能量和勞動消耗。
1.4電鍍作業線的生產率提高20%-50%，與鍍層原度的減少和膜形成的速度提高有關。
1.5點解過程的經濟特性得以改善。
2、納米金剛石用于潤滑油、固體潤滑劑和潤滑冷卻液
納米金剛石添加劑潤滑油中具有以下優越性：
2.1提高產品的質量和競爭能力；提高運輸工具盒裝置的工作壽命；節約燃滑油材料。
2.2摩擦動量降低20%-40%。
2.3摩擦面磨損減少30%-40%。
2.4摩擦副的快速磨合。
納米金剛石的單位消耗——1000kg潤滑油中為0.1-0.2kg。
3、納米金剛石用作研磨和拋光
美國、英國等國家已制備成納米拋光液，并有商品出售。常規的拋光液是將不同粒徑的顆粒放入基液制成拋光劑，廣泛用于金相拋光、高級照像鏡頭拋光、高級晶體拋光以及巖石拋光等。最細的顆粒尺寸一般在微米到亞微米級。隨著高技術的飛快發展，要求晶體的表面有更高的光潔度。這就要求拋光劑中的顆粒越來越細，分布越來越窄，納米微粒為實現這個目標提供了基礎。目前已制成的用納米金剛石配置的超精拋光液、拋光膏，可用于紅、藍寶石、首飾、高級光學鏡頭和激光鏡頭的精拋光，表面粗糙度可達Rmax＜＜1nm
含有納米金剛石的拋光系統具有以下一些優越性：
3.1超細尺寸的納米金剛石能確保表面粗糙度的最小值和拋光系統膠體的穩定性。
3.2納米金剛石的化學穩定性，在化學上可以用于拋光系統的活性添加劑和拋光系統的還原。
3.3降低拋光表面材料的分量，減少材料的損耗。
3.4由于納米金剛石的離子交換和吸附活性，可減少納米金剛石表面的離子和分子產物的活動性，即確保表面的純凈。
3.5納米金剛石團聚體的團聚結構有利于懸浮的拋光系統中聚結調節作用。
3.6這個系統沒有毒。
3.7含有納米金剛石的拋光系統，可以提高拋光產品質量和競爭能力，以確保難加工材料拋光的加工性。
加工1m2的表面，納米金剛石的單位消耗為0.001-0.01kg。
4、納米金剛石用于磁性錄音系統
首先，納米金剛石在磁帶和磁盤的鐵磁鍍膜中應用作為減磨的添加劑和物理的變性劑。其次，將其添加到電化學的復合膜中，可改善磁性錄音的穩定性。
磁性納米微粒由于尺寸小，具有單磁疇結構，矯頑力很高的特性，用它制作磁記錄材料可以提高信噪比，改善圖像質量。作為磁記錄單位的磁性粒子的大小必須滿足以下要求：（a）顆粒的長度應遠小于記錄波長；（b）粒子的寬度應該遠小于記錄深度；（c）一個單位的記錄體積中，應盡可能有更多的磁性粒子。
4.1納米金剛石添加到鐵磁層明顯地減少磁疇（鐵磁體的顆粒），即錄音密度明顯地增大。
納米金剛石引入到磁頭潔凈的專用膜中，其耐磨性明顯地增大。
含有納米金剛石的軟磁信息載體具體有以下優越性：磁載體層磨損下降，能確保磁頭和讀數的最佳工作條件，磁載體摩擦減少，及其運轉穩定性的提高。
納米金剛石的單位消耗為漆膜重量的1%-2%。
4.2與純CoP鍍膜比較CoP-納米金剛石軟磁的非晶膜顯示，顯微硬度增大30%；耐磨性提高3.5倍；摩擦系數減少28.6%；磁頭鐵芯的使用壽命增加1倍。
與純電化學或化學鍍CoP鍍層比較，CoP-納米金剛石的硬磁多晶體的顯微硬度提高20%，腐蝕電流減少37.5%，磁性錄音載體的使用壽命增大，添加納米金剛石，無論是軟磁的非晶質的，還是硬磁鍍層的磁性都沒有變化。
當層厚1.1-6m時，納米金剛石的單位消耗為1m2約為1克拉。
5、用于隱身材料
近年來，隨著科學技術的發展，各種探測手段越來越先進，例如，用雷達發射電磁波可以探測飛機；利用紅外探測器也可以發現放射紅外線的物體。當前，世界各國為了適應現代化戰爭的需要，提高在軍事對抗中的實力，也將隱身技術作為一個重要的研究對象，其中隱身材料在隱身技術中占有重要地位。用少量納米金剛石懸浮在涂料中，將其噴涂在飛機、坦克、導彈、軍艦上，可以起到隱形防腐的作用。
為什么超微粒子，特別是納米粒子對紅外和電磁波有隱身作用呢？主要原因有兩點：一方面由于納米微粒尺寸遠小于紅外和雷達波波長，因此納米微粒材料對這種波長的透過率比常規材料要強得多，這就大大減少波的反射率，使得紅外探測器和雷達接收到的反射信號變得很弱，從而達到隱身作用；另一方面，納米微粒材料的比表面積比常規粗粉大了3-4個數量級，對紅外光和電磁波的吸收率也比常規材料大得多，這就使得紅外探測器及雷達得到的反射信號強度大大降低，因此很難發現被探測目標，起到了隱身作用。目前，隱身材料雖在很多方面都有廣闊的應用前景，但當前真正發揮作用的隱身材料大多使用在航天航空與軍事有密切關系的部件上。對于上天的材料有一個要求是重量輕，在這方面納米材料是有優勢的，特別是由輕元素組成的納米材料在航空隱身方面應用十分廣泛。
6、納米金剛石用于醫療
納米微粒的尺寸一般比生物體內的紅細胞、紅血球小的多，這就為生物學研究提供了一個新的研究途徑，即利用納米微粒進行細胞分離、細胞染色及利用納米微粒制成特殊藥物或新型抗體進行局部治療等，關于這方面的研究現在處于初級階段，但卻有廣闊的應用前景。
納米金剛石異常高的吸附能力，大的比表面積、表面上的大量自由電子（數目多的原子供體），納米晶體表面上大量的含氧官能團，顆粒的化學惰性，表面的親水特性，對其可能用于治療的藥劑是重要的。
納米金剛石可應用腫瘤學、腸胃學、心臟學、血管疾病的診治，皮膚病等等，它們沒有致癌的或誘變的性質，沒有毒。
納米金剛石對致病的病毒，微生物和細菌來說顯示非常高的活性。由于高的吸附能力和其他的獨特性，它們將被強烈的吸附，它們是起活性的吸附劑，在生物學上降低活性物質的遷移率，是急劇強化藥用試劑的手段。納米金剛石的應用可誘致血壓的正?；?。此外，當腸胃系統患病、不同皮膚病、內臟中毒，采用納米金剛石是有效的，而且是防止燒傷的最好手段。
納米金剛石應用于水性的和油性的懸浮液有利于對腫瘤藥用試劑的強化，以及減少和消除痛苦的作用，腸道蠕動的正?；?，改善血液指標，提高生命和免疫系統的活性，使病毒從有機體內排出等。
納米金剛石的應用與化學和射線療法結合起來顯示出很好的前景。惡性腫瘤治療時用于防止有療效的藥劑的誘變性，而且納米金剛石不會降低其療效。以及可以預防正常的細胞和在防止癌藥劑作用下繼發性腫瘤的誘導作用突變的發生。
一個療程約需0.2-0.5克的納米金剛石。
7、催化方面的應用
納米微粒由于尺寸小，表面所占有的體積百分數大，表面的鍵態和電子態與顆粒內部不同，表面原子配位不全等導致表面的活性位置增加，這就使它具備了作為催化劑的基本條件。最近，關于納米微粒表面形態的研究指出，隨著粒徑的減小，表面光滑程度變差，形成了凹凸不平的原子臺階，這就增加了化學反應的接觸面。有人預計超微粒子催化劑在21世紀很可能成為催化反應的主要角色。利用納米金剛石的極大比表面、高表面能、高孔隙度等特點，可制造小體積、低造價的催化裝置代替原有龐大昂貴的裝備，可用作環保、太陽能電池盒貯氫裝置。
8、將納米金剛石添加在橡膠、聚合物中，可大大改善其性能。提高輪胎抗爆裂度（從53Mpa提高到154Mpa）；提高橡膠制品彈性2倍，提高耐磨性2-5倍；將其添加到氟橡膠中制造發動機用橡膠器件，加到腈基橡膠中制造密封圈可大大提高低溫下的彈性；加到環氧樹脂為基礎的聚合物中，可提高連接強度2-2.5倍。
9、將納米金剛石添加到炸藥中，可大大提高炸藥的爆炸威力。
10、將納米金剛石添加到燃料油中，可大大提高燃油的分散度和燃燒值，達到節能的目的等等。
從上面舉例納米金剛石在各方面的應用，充分顯示出納米金剛石在21世紀材料科學中的舉足輕重的地位。神通廣大的納米金剛石其誘人的應用前景促使人對這一嶄新的材料科學領域和全新的研究對象努力探索，擴大其應用，使它為人類帶來更多的利益。相信，在新世紀，納米金剛石材料將成為材料科學領域的一個大放異彩的“明星”。展露在新材料、能源、信息等各個領域，發揮舉足輕重的作用，豐富人類的知識寶庫，給人類帶來福音。（文/王光祖 鄭州磨料磨具磨削研究所）