如果有人问你，金刚石的特点是什么？相信大多数人的脑海里面的第一印象一定是“硬度大大的”。目前工业上应用的金刚石材料，也主要是利用了金刚石硬度大这一特性，例如常见的金刚磨盘、切割刀具、金刚钻、抛光剂等。

图1：金刚石硬特性的常见应用领域

随着人造金刚石的制备工艺越来越成熟，其用在磨料磨具等超硬材料领域竞争已经白热化，金刚石的功能化应用及开发应该势在必行。除了超硬特性以外，金刚石材料的热学、光学、电学、生物相容性等性能也极为优秀，下文将对不同功能的金刚石的应用做介绍。

一、用于导热功能材料

金刚石的导热率达到 2000W/(m·K),比石墨烯低,但比其他材料都高得多。石墨烯导电,而金刚石不导电,属于绝缘材料,因此金刚石更适用于绝缘应用领域。

应用举例：用于散热基板材料

金刚石具有独一无二热物理性能（超高热导率及半导体芯片匹配的膨胀系数），因此可作为优选的散热基板材料。但单一的金刚石不易制备成块体，且金刚石硬度极大，金刚石块体材料难于加工。因此实际应用会以“金刚石颗粒增强金属基复合材料”或“CVD金刚石/金属基复合材料”的形式应用在散热基板材料中。常见的金属基体材料主要有Al、Cu及Ag等材料。

图2：截图来源：Denka的电子

二、用于生物功能材料

金刚石作为生物材料，具有化学惰性、生物相容性和稳定性等良好的性能.纳米金刚石在生物成像、生物印记、生物传感、靶向特定细胞药物传输和人体组织工程等领域的应用得到了快速发展。

图3：多晶金刚石涂层用于医疗植入物，具有很好的生物相容性性及抑制细菌生长能力（截图来源MedSci梅斯医学）

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三、用于光催化功能材料

大量挥发性化合物的日益排放严重危害着人类的健康。光催化处理有机污染物具有廉价、无毒、节能、高效的特性，是目前国际热点研究对象之一。纳米金刚石材料被认为是低成本光催化剂中的最佳适用材料，纳米金刚石具有导热性高、化学稳定性好、强度高等特性，在光催化领域应用前景潜力无限。

四、用于摩擦功能材料

研究表明纳米金刚石增强超高分子量聚乙烯复合材料的摩擦学行为，聚合物基体中加入质量分数为1%的纳米金刚石,能降低超高分子量聚乙烯磨损率的 72%，对聚合物基体的抗磨损和摩擦润滑性能的改善效果非常明显。采用爆轰法合成的纳米金刚石用作润滑油添加剂时，在发动机实验中能增强其耐磨性和燃油经济性，但为了避免增加非正常的磨损必须精细设计使用。

五、用于人造钻石

最后一个功能，我们来说说金刚石的“装饰功能”。天然的金刚石经过雕琢后便成为“钻石”，但天然金刚石数量稀少，可以达到做宝石级别的那更少，但全世界女孩子及爱美人士又这么多，因此需要来自实验室的人工宝石来补充！

图：Lightbox Jewelry 的人工钻石

备注：实验室生长的钻石与稀有天然钻石具有相同的物理、化学和光学特性，但创造它们所需的过程与自然不同，因此，虽然它们既不珍贵也不宝贵，但它们同样闪亮。人造钻石可以利用化学、时间和温度来制作不同颜色的钻石，所以你可以选择一颗红色、粉红色或粉蓝色的宝石。

目前，随着宝石级金刚石单晶的制备技术进步，“人造钻石”的制备成本已经大幅降低，售价也很美丽（举个例子：Lightbox Jewelry的合成钻石定价1克拉800美金折合人民币约5600，而1克拉天然钻石的价格从两万到十几万人民币不等）。爱美人士们可以用不那么高的价钱买上心怡的产品了。装饰品市场容量庞大，值得期待。

人造金刚石潜力巨大，本文选取了较为经典的部分做介绍，更多功能未能一一表述，对于金刚石的功能化应用，如果你有更多好主意，欢迎关注粉体圈公众号并与我们互动哦。

粉体圈 编辑：小白