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进入21世纪后，由于技术的进步和关键技术点的突破，又兴起了纳米金刚石的规模化制备技术与应用研究的新高潮。国内参与此项研究工作的科研院所与工厂公司也越来越多，在纳米金刚石的应用研究方面也取得了一定的成果。
以纳米金刚石为原料，可在较低的温度压力下形成各向同性的金刚石聚晶。这种聚晶由于金刚石颗粒细小，且颗粒间结合强度较高，故不易断裂和磨损，用于制造高强度、高寿命的聚晶刀具，应用于高精度机械加工领域。
用纳米金刚石配成抛光料对K8光学玻璃、电化学沉积Ni、硅和Sapphire涂层进纤行研磨和抛光后，其粗糙度分别达到5～10、10～12、6～10和17～20埃。
用含纳米金刚石的电镀液制成冲压模具、工具等复合电镀层，可大大提高其硬度和耐磨性，从而提高了工具的使用寿命。
用纳米金刚石制作磁记录材料的保护层，存取速度高且耐磨。
还可利用这种镀层硬度高、耐腐蚀、耐热冲击的特性，制作密封层，其性能远远优于一般密封材料。
用纳米金刚石沉积生成的导电金刚石薄膜，可以作为低阀值的真空冷发射阴极，制造低功耗高亮度的平板光显示阴极。
国外科学家预言，金刚石在不久的将来在一些特殊领域中将代替目前使用的半导体硅片，成为高速电子器件用半导体材料的主流。
把纳米金刚石作为生物抗体的载体，因它具有很好的表面惰性，不含重金属杂质，不会使生物抗体发生结构和性能上的变化，不会影响其功能的发挥，有可能在医疗上得到广泛的应用。
使用多晶金刚石的磨削精度空前提高：
1、在使用2～4μm的多晶金刚石粉研磨工件时，Ra(不平度)<1.6nm。
2、在使用0～0.5μm多晶金刚石粉研磨工件时，Ra=1.3～1.4nm。
3、在使用0～0.125μm多晶金刚石粉研磨工件时，Ra<0.1nm。
以上应用仅是个初步的，是良好的开端。纳米金刚石能否产业化，主要取决于应用。因此，加大纳米金刚石应用技术的研究与开发力度则是关键。
经过近20年的研究开发，纳米金刚石已经从实验室阶段走向工业规模化生产，其应用也有了较大的进展。主要集中在以下几个方面。
1 纳米金刚石黑粉、灰粉的规模化生产
2 以纳米金刚石为添加剂的润滑油、磨合油的规模化生产
纳米金刚石是具有丰富特性内涵的材料，是一个极具挑战性又充满机遇的领域。经过十几年的研究与生产，认识到纳米金刚石可在生产原料、国防工业、精密抛光、石化、生物医学、电子、机械、化学等国民经济和我们的日常生活中均有着广阔的应用前景，相信在不久的将来，会在各个行业得到规模化应用。