Der Nanodiamant, manchmal auch Detonations-Nanodiamant (DND) oder ultradisperser Diamant (UDD) genannt, wird als Ergebnis einer sorgfältig kontrollierten Explosion hergestellt. Nanodiamanten werden normalerweise durch den Einsatz von Druck, Hitze und Säure aus dem bei der Explosion entstehenden Ruß gewonnen. Alternativ können Nanodiamanten auch mit graphitbasierten Verfahren hergestellt werden. Diese winzigen Diamanten werden in industriellen Anwendungen mit einer Vielzahl von Produkten verwendet. Beginnend im späten 20. Jahrhundert hat die Forschung in medizinischen Anwendungen gezeigt, dass Nanodiamanten wirksame Mittel sowohl für die Verabreichung als auch für die Überwachung von Chemotherapeutika sind.
Um Nanodiamanten herzustellen, wird Kohlenstoff der Detonation eines TNT- und RDX-Gemischs ausgesetzt, zweier starker Sprengstoffe, was zur Herstellung eines rußigen Materials führt, das Nanodiamanten von etwa 5 Nanometern (nm) enthält. Das Gefäß mit der Explosion wird mit komprimiertem Kohlendioxid, Wasser oder Luft schnell abgekühlt, da eine schnellere Abkühlung eine größere Diamantausbeute erzeugt. Der mit Diamanten beladene Ruß wird dann in einen Autoklaven gegeben und in Säure unter hohem Druck gekocht, um fast alle Verunreinigungen wie die verunreinigenden Metalle aus dem Explosionsgefäß sowie minderwertigen Kohlenstoff, der keine Diamanten produzieren kann, zu entfernen. Nanodiamanten können auch mit Graphit in Suspension synthetisiert werden, die entweder einer Ultraschallkavitation oder einem pulsierenden Laserstrahl ausgesetzt wird.
Nanodiamanten besitzen im Verhältnis zu ihrer Größe eine sehr große Oberfläche, sodass sich Kohlenwasserstoff- und Wassermoleküle leicht daran anlagern. Die Nanodiamantpartikel neigen auch dazu, sich zu gruppieren und stark aneinander zu haften. Diese Eigenschaften machen ihre Handhabung zu einer Herausforderung und eröffnen ihnen gleichzeitig viele potenzielle industrielle und medizinische Anwendungen. Industriell wird der Nanodiamant in Trockenschmierstoffen, Verstärkungen für Kunststoffe und Gummi, Polier- und Läppprozessen sowie als Zusatz zu Motorenölen eingesetzt.
Eine Gruppe von Forschern der Northwestern University in Evanston, Illinois, hat gezeigt, dass Nanodiamanten in Verbindung mit Chemotherapeutika gegen Krebs ein großes medizinisches Potenzial bieten. Aufgrund ihrer Reinheit werden die Diamanten vom Immunsystem nicht angegriffen, binden sich aber stark an medikamentenhaltige Moleküle und überwinden so die Tendenz von Tumoren, Medikamenten zu widerstehen. Aufgrund seiner geringen Größe wird der Nanodiamant nach Chemotherapie-Behandlungen leicht von den Harnwegen gespült. Tests an Labormäusen mit arzneimittelresistenten Krebsarten haben gezeigt, dass Medikamente, die mit Nanodiamanten verabreicht werden, mehr als zehnmal länger im Blut bleiben, was zu einer deutlich erhöhten Tumorschrumpfung führt. Durch die Zugabe von Kontrastmitteln zu Nanodiamanten und die Magnetresonanztomographie (MRT) haben die Forscher aus dem Nordwesten außerdem gezeigt, dass sie den Ort und die Wirkung von Chemotherapeutika genauer verfolgen können.