纳米金刚石(NDs)可通过多种方法合成,制备尺寸从几纳米到几微米的颗粒。最常用的NDs合成策略包括爆轰法、高温高压(HPHT)法和化学气相沉积(CVD)法。爆轰纳米金刚石(DNDs)是通过爆炸合适的原材料来大规模制备的单分散金刚石颗粒,其晶粒尺寸相对较小。爆轰合成法制备的初级颗粒尺寸约为5 nm。在合成和提纯过程中,初级颗粒会聚集成更大的聚集体。DNDs在从爆炸烟尘中提取后含有多种表面官能团。原生的DND颗粒具有亲水性,可通过化学修饰实现特定应用。根据纯化方法的不同,原生DND颗粒的Zeta电位可为正或负。

小粒径DNDs因其成本低、化学惰性以及能够克服多药耐药性等优点,常被用于药物递送系统。高比表面积和小的单分散粒径的DNDs能够通过靶向聚合物、多肽和脂质体等载体或生物分子实现更高的药物释放速率和良好的体内治疗效果。凭借可调控的表面和良好的生物相容,DNDs作为药物载体能够有效防止蛋白质黏附和免疫反应,从而延长药物在体内的循环时间。除了在生物医学研究中的应用,DNDs还可用于催化剂载体、电池添加剂、电镀和抛光等领域。

爆轰纳米金刚石悬浮液

艾普东生物提供各种粒径的DND悬浮液产品,产品范围从完全解聚的单分散4-5 nm初级颗粒到紧密聚集的200 nm初级颗粒。

图1. 5纳米DND悬浮液产品

图2. 10-80纳米DND悬浮液产品

5纳米DND悬浮液

在爆炸过程中形成的初级粒子具有约5 nm的特征尺寸,并且能够从合成和提纯过程中形成的紧密大团块中分离出来。由于其尺寸小且表面化学性质丰富,5 nm的纳米金刚石粒子在许多溶剂体系中都能保持稳定。艾普东生物提供溶于不同溶剂的5 nm DND胶体悬浮液。溶剂包括聚α-烯烃(PAO)合成油、二甲基亚砜(DMSO)、乙二醇(EG)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和甘油(Gly)。

10-80纳米DND悬浮液

粒径大于5 nm的DND并非以整体金刚石颗粒的形式存在,这与其他纳米材料甚至其他类型的纳米金刚石(例如高温高压法合成的纳米金刚石)有着显著区别。这些大尺寸的DND由5 nm的初级颗粒组成,以致密的半多孔团簇形式存在。我们提供10 nm至50 nm的带负电荷的羧基化DND聚集体(zeta电位-45 mV)以及80 nm的带正电荷的多功能DND(zeta电位+40 mV)。所有这些产品均以悬浮液的形式提供。

DND悬浮液的应用

单分散的5 nm DND颗粒和10-80 nm DND悬浮液可用于催化剂载体、电池添加剂、电镀和抛光。此外,由于其粒径小、单分散性好、比表面积极高、呈球形且化学惰性,单分散的5 nm DND颗粒可作为分子或药物递送的可靠载体。

爆轰纳米金刚石粉末

粗制DND粉末

未经额外处理的DND粉末在去离子水中的胶体稳定性较低。其颗粒呈多分散性,且含有较大尺寸的颗粒组分。此类DND粉粉末适用于有DND使用经验的用户。艾普东生物提供(当分散在去离子水中时)具有负或正Zeta电位的粗制DND粉末产品。在静电相互作用显著(例如可能会发生带电物种吸附)的应用场景中,DND Zeta电位的正负极性至关重要。根据具体应用需求,客户可以对粗制DND粉末进行进一步处理,例如酸洗提纯、特异性表面功能化,以及分级提取粒径分布更窄、尺寸更小的颗粒组分。

功能化DND粉末

我们还提供经过进一步去除金属杂质纯化并用特定表面基团进行功能化的DND粉末产品。

DND粉末的应用

DND粉末可用于聚合物涂层、油漆、电镀金属涂层、高强度催化剂载体、电池添加剂以及抛光。DND优异的硬度和耐化学性能够改善涂层和油漆的机械和化学性能,使其具有耐刮擦性、耐磨损性和耐摩擦性、耐腐蚀性,并增强与基材的附着力。功能化DND旨在满足客户在特定应用领域的需求,在这些领域中,纳米金刚石与溶剂或复合材料基体之间的界面起着至关重要的作用。

烷基修饰纳米金刚石(ND-alkyl)溶剂分散性指南

溶剂名称 ND-C18(十八烷基) ND-C12(十二烷基) ND-C8(辛基) ND-C4(丁基)
甲醇 - 不可分散 - 可分散
乙醇 - 不可分散 - 可分散
异丙醇 - 不可分散 - 可分散
1-丁醇 - 不可分散 - 可分散
丙酮 - 不可分散 - 可分散
甲基乙基酮 (MEK) - 可分散 可分散 可分散
甲基异丁基酮 (MIBK) - 可分散 可分散 可分散
四氢呋喃 (THF) - - 可分散 -
可分散 不可分散 - -
甲苯 可分散 可分散 - -
邻二甲苯 可分散 可分散 - -
己烷 可分散 不可分散 不可分散 不可分散
二氯甲烷 (DCM) 可分散 - - -
氯仿 可分散 可分散 可分散 -

注释-:未经测试。建议客户在使用前针对特定配方体系进行小试评估。