什么是纳米金刚石？纳米金刚石是纳米级的金刚石，保留了金刚石的晶体结构和特性，但具有巨大的表面体积比。它们通常在高温高压下由碳合成，类似于金刚石的自然形成过程，但规模更小、时间更短。与普通金刚石相比，纳米金刚石表面积的增加赋予了它们独特的特性。它们的表面拥有大量可接近的碳原子，这允许高水平的化学功能化，并且它们的微小尺寸使它们能够表现出量子力学效应。纳米材料是纳米科技的基础，纳米金刚石是纳米材料家族中的一个重要成员，它不仅保留着金刚石的综合优异特性，而且还有对人体无害的良好的生物兼容性。对雷达波、红外紫外光有巨大的透射率和吸收率，优异的冷阴极场发射效应，表面有许多羧基、烃基、羰基等功能团，很容易同金属、橡胶、塑料聚合物、织物表面紧密结合等等，从而为纳米金刚石的应用提供技术基础和发展空间。纳米金刚石如何增强能量储存?锂离子电池目前在储能市场占据主导地位。然而，它们仍面临着充电时间长、生命周期有限以及与过热相关的安全问题的挑战。科学家认为，当纳米金刚石整合到电池设计中时，可以形成坚固的导电网络，从而提高电荷传输的效率，使得电池充电速度更快、使用寿命更长。此外，纳米金刚石具有出色的导热性，意味着它们可以更有效地散热。这一特性可以解决偶尔困扰锂离子电池的过热问题，从而提高安全性。举个例子，作为CPU与散热器之间的填充剂，导热硅脂很重要，但也是个小众市场，只有发烧友才会孜孜不倦寻找高导热的硅脂，常见硅脂导热系数在10W/m·K左右，日本研发的一款纳米金刚石硅脂导热系高达17W/m·K，导热能力翻倍。澳大利亚昆士兰科技大学研究团队研发出了金刚石纳米线束储能系统，并通过建模得出该系统能量密度可达 1.76 MJ kg-1，比同质量的钢弹簧高出 4-5 个数量级，是锂离子电池的 3 倍，相关研究成果在线发表于《自然》子刊《自然通讯》。

此外，研究表明纳米金刚石可以提高电池的能量密度。电池每单位重量可存储的能量越多，对于电动汽车等应用来说就越好，因为重量是一个关键因素。将纳米金刚石加入电池结构可以显著增加储存的能量，从而使电池更轻、更高效。当前可再生能源供应的解决方案，主要是利用工业废热、太阳能光伏能量或在环境中收获机械能，包括电磁电能发生器、机械能采集器和电化学采集器在内的各种能量采集器也应运而生。而面对这种间歇性的可再生能源，也就意味着大规模的能量存储成为 21 世纪能源领域的一个重要课题。