在全球高端制造与新兴技术加速融合的背景下，纳米金刚石正凭借其独特的物理化学性质，成为多个战略产业的关键材料：据Grand View Research (GVR) 报告，预计到2030年全球纳米金刚石市场的规模将达到7.221亿美元，并在预测期内以11.9%的复合年增长率（CAGR）持续扩大。其中精密抛光领域占比超40%——在半导体行业，随着3nm以下制程晶圆需求激增，纳米金刚石抛光液已能实现单面抛光速率达3μm/h、表面粗糙度Ra<0.2nm的极致效果，支撑着台积电、三星等企业的高良品率生产；在复合材料领域，其作为增强相可使铝合金抗拉强度提升至600MPa以上，被空客A350机翼结构件采用后，实现整机减重15%；生物医学方向，表面氨基化的5nm金刚石颗粒作为药物载体，在肿瘤靶向治疗中展现出比传统脂质体高3倍的富集效率，目前已有相关纳米药物进入临床二期试验；而作为润滑添加剂，20-50nm颗粒可使发动机摩擦系数降低至0.03，经中国石化测试，在重卡发动机中可延长换油周期2倍、节油率达5.2%……这些数据正推动纳米金刚石从实验室走向数十亿级产业舞台。

当前，我国金刚石产业已形成全球最大的生产体系，但结构分化显著：2024年中国金刚石产业白皮书》（中国超硬材料网发布）指出：传统工业金刚石领域，我国年产量持续突破新高，2023年国内工业金刚石产量突破200亿克拉，同比增长15%继续，占据全球90%以上市场份额，其中河南作为核心产区。单晶尺寸普遍集中在0.5-2mm级别，主要用于建材加工、石油钻探等中低端市场。

反观纳米金刚石，当前全国年产能约2亿克拉（不足传统金刚石总产量的 1%），70%以上仍为粒径分布宽泛的初级粉体，高附加值应用占比不足12%。但半导体级纳米粉体报价超300元/克，单价可达传统金刚石的 50-100倍。

这种“大而不强”的格局下，产业升级迫在眉睫——传统金刚石生产依赖机械破碎分级，粒度范围在1~100μm（400~8000目），无法满足纳米级精度需求；而纳米金刚石的核心应用（如半导体抛光需D50≤10 nm、量子传感需5 nm级氮空位色心）要求粒度误差小于1 nm。

因此，研发升级先进工艺，快速突破纳米金刚石工业化量产技术瓶颈。同时加强质量控制，提升研发、产品检测质控能力，是产业转型升级的重中之重。在工艺上，改进目前国内主流的爆轰法工艺，提升产品质量；研发或者引进更加高端、先进的CVD法进军高端市场。应用导向上从“硬度优先”转向功能化设计，如表面羧基化提升生物相容性，或硼掺杂实现半导体特性；质控上从筛网或者沉降法分级升级为离心分离、电泳分选等纳米分散技术，并引入纳米粒度电位仪实时监测材料粒度及Zeta电位以抑制团聚。通过工艺改进、新产品研发和品质测控三管齐下，相信我们的金刚石产业升级将进入快车道。

NS-90Z Plus纳米粒度及电位分析仪采用动态光散射技术测量粒子和颗粒的粒度，采用电泳光散射技术测定颗粒Zeta电位和电位分布，融合了马尔文帕纳科恒流模式下的M3-PALS快慢场混合相位检测分析技术，提升了仪器的电位分析性能，升级了兼容多种样品池功能，可分析样品浓度和粒度范围也得到了明显提升，能满足广大纳米材料、制剂开发和生产用户的颗粒粒度和Zeta电位的测试需求。

实验部分

1. 主要样品和材料

纳米金刚石、3‰十二烷基苯磺酸钠、去离子水

 
图1 纳米金刚石 
                    

图2 粒径及电位样品池

2. 主要设备和仪器

NS-90Z Plus纳米粒度及电位分析仪；

超声波细胞粉碎机；

NS-90Z Plus纳米粒度及电位分析仪

3. 样品制备测试方案

纯净水介质分散：称取适量样品，加入微量3‰十二烷基苯磺酸钠浸润样品，加入去离子水搅拌均匀，采用探头式超声分散15min

4. 结果与讨论

4.1 以上方法对纳米金刚石样品进行粒径和电位的测试结果如图所示

图3 纳米金刚石粒径报告

图4 纳米金刚石电位报告

4.2 粒径及电位3条记录的统计结果如下：

可见结果重现性好，分散方法稳健，测试结果稳定。

5. 结论

整体上，用NS-90Z Plus纳米粒度及电位分析仪检测纳米金刚石的粒径及电位测试重复性重现性优异，测量结果真实、可靠，对纳米金刚石相关研究及实际应该都具有重要的意义。

当由3纳米金刚石颗粒构成的抛光液为芯片表面提供原子级平整度，成为支撑万亿晶体管通路得以成功雕琢的基石，20nm的纳米金刚石进入复合材料领域，用于航空航天部件减轻重量并提高耐高温性……这些单价超越黄金百倍的高端应用，正在重新定义“中国制造”的含金量。这不是简单的技术迭代，而是一场从“吨位”到“品位”、从“产量大国”向“价值强国”跨越的关键一跃！