Il nanodiamante, talvolta chiamato anche nanodiamante di detonazione (DND) o diamante ultradisperso (UDD), viene prodotto come risultato di un’esplosione attentamente controllata. I nanodiamanti vengono solitamente estratti dalla fuliggine risultante dall’esplosione attraverso l’uso di pressione, calore e acido. In alternativa, i nanodiamanti possono essere prodotti anche utilizzando processi a base di grafite. Questi minuscoli diamanti vengono utilizzati in applicazioni industriali che coinvolgono un’ampia gamma di prodotti. A partire dalla fine del XX secolo, la ricerca in applicazioni mediche ha rivelato che i nanodiamanti sono agenti efficaci sia per la somministrazione che per il monitoraggio dei farmaci chemioterapici.
Per produrre nanodiamanti, il carbonio viene sottoposto alla detonazione di una miscela di TNT e RDX, due potenti esplosivi, che porta alla produzione di un materiale fuligginoso contenente nanodiamanti di circa 5 nanometri (nm). Il recipiente contenente l’esplosione viene rapidamente raffreddato utilizzando anidride carbonica compressa, acqua o aria, poiché un raffreddamento più rapido produce una maggiore resa in diamante. La fuliggine carica di diamanti viene quindi posta in un’autoclave e fatta bollire in acido ad alta pressione per rimuovere quasi tutte le impurità come i metalli contaminanti dal recipiente di esplosione e il carbonio di qualità inferiore incapace di produrre diamanti. I nanodiamanti possono anche essere sintetizzati utilizzando grafite in sospensione sottoposta a cavitazione ultrasonica oa un raggio laser pulsante.
I nanodiamanti possiedono un’area superficiale molto ampia rispetto alle loro dimensioni in modo che le molecole di idrocarburi e d’acqua si attacchino facilmente ad essi. Le particelle di nanodiamante tendono anche a raggrupparsi e ad aderire fortemente l’una all’altra. Queste caratteristiche rendono difficile la loro gestione, offrendo loro anche molte potenziali applicazioni industriali e mediche. A livello industriale, il nanodiamante viene utilizzato in lubrificanti secchi, rinforzi per plastica e gomma e lucidatura, nonché nei processi di lappatura e come additivo per oli motore.
Un gruppo di ricercatori della Northwestern University di Evanston, nell’Illinois, ha dimostrato che i nanodiamanti offrono un grande potenziale medico se usati insieme a farmaci chemioterapici antitumorali. Grazie alla loro purezza, i diamanti non vengono attaccati dal sistema immunitario mentre si legano fortemente alle molecole contenenti medicinali, superando così la tendenza dei tumori a resistere ai medicinali. Grazie alle sue piccole dimensioni, il nanodiamante viene facilmente lavato dalle vie urinarie dopo i trattamenti chemioterapici. Test su topi di laboratorio con tumori resistenti ai farmaci hanno dimostrato che i farmaci somministrati con nanodiamanti rimangono nel flusso sanguigno più di dieci volte più a lungo, producendo un restringimento del tumore sostanzialmente maggiore. Aggiungendo agenti di contrasto ai nanodiamanti e utilizzando la risonanza magnetica (MRI), i ricercatori della Northwestern hanno anche dimostrato di poter monitorare con maggiore precisione la posizione e gli effetti dei farmaci chemioterapici.