Le nanodiamant, aussi parfois appelé nanodiamant à détonation (DND) ou diamant ultradispersé (UDD), est produit à la suite d’une explosion soigneusement contrôlée. Les nanodiamants sont généralement extraits de la suie résultant de l’explosion en utilisant la pression, la chaleur et l’acide. Alternativement, les nanodiamants peuvent également être produits en utilisant des procédés à base de graphite. Ces minuscules diamants sont utilisés dans des applications industrielles impliquant une large gamme de produits. À partir de la fin du 20e siècle, la recherche dans les applications médicales a révélé que les nanodiamants sont des agents efficaces à la fois pour l’administration et la surveillance des médicaments de chimiothérapie.
Afin de fabriquer des nanodiamants, le carbone est soumis à la détonation d’un mélange de TNT et de RDX, deux explosifs puissants, aboutissant à la production d’un matériau de suie contenant des nanodiamants d’environ 5 nanomètres (nm). Le récipient contenant l’explosion est rapidement refroidi à l’aide de dioxyde de carbone comprimé, d’eau ou d’air, car un refroidissement plus rapide produit un plus grand rendement en diamant. La suie chargée de diamants est ensuite placée dans un autoclave et bouillie dans de l’acide sous haute pression pour éliminer presque toutes les impuretés telles que les métaux contaminants de la cuve d’explosion ainsi que le carbone de qualité inférieure incapable de produire des diamants. Les nanodiamants peuvent également être synthétisés à l’aide de graphite en suspension soumis soit à une cavitation ultrasonore, soit à un faisceau laser pulsé.
Les nanodiamants possèdent une très grande surface spécifique par rapport à leur taille, de sorte que les molécules d’hydrocarbures et d’eau s’y attachent facilement. Les particules de nanodiamant ont également tendance à se regrouper et à adhérer fortement les unes aux autres. Ces caractéristiques rendent leur manipulation difficile tout en leur offrant de nombreuses applications industrielles et médicales potentielles. Industriellement, le nanodiamant est utilisé dans les lubrifiants secs, le renforcement des plastiques et du caoutchouc, le polissage, ainsi que les procédés de rodage et comme additif aux huiles moteur.
Un groupe de chercheurs de la Northwestern University à Evanston, Illinois, a démontré que les nanodiamants offrent un grand potentiel médical lorsqu’ils sont utilisés en conjonction avec des médicaments de chimiothérapie anticancéreuse. De par leur pureté, les diamants ne sont pas attaqués par le système immunitaire tout en se liant fortement aux molécules contenant des médicaments, surmontant ainsi la tendance des tumeurs à résister aux médicaments. En raison de sa petite taille, le nanodiamant est facilement évacué par les voies urinaires après les traitements de chimiothérapie. Des tests sur des souris de laboratoire atteintes de cancers résistants aux médicaments ont démontré que les médicaments délivrés avec des nanodiamants restent dans la circulation sanguine plus de dix fois plus longtemps, produisant un rétrécissement tumoral considérablement accru. En ajoutant des agents de contraste aux nanodiamants et en utilisant l’imagerie par résonance magnétique (IRM), les chercheurs de Northwestern ont également montré qu’ils peuvent suivre plus précisément l’emplacement et les effets des médicaments de chimiothérapie.