納米金剛石是非常小的晶體物質(zhì)，僅有幾納米大小；盡管它們擁有和鉆石一樣的晶體結(jié)構(gòu)，但其屬性和普通鉆石、人造金剛石相比有很大不同：和微小的體積相比，納米金剛石表面屬性的影響更大。水溶液中的懸浮納米金剛石在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中能夠充當(dāng)活性物質(zhì)的游離載體，用于分解水的催化劑。

       近日，來自德國Helmholtz協(xié)會(huì)研究中心的HZB團(tuán)隊(duì)在Emad F. Aziz博士的領(lǐng)導(dǎo)下研究了沉積在固態(tài)襯底上的納米金剛石電子屬性和水溶液中納米金剛石電子屬性的不同。通過應(yīng)用BESSY II吸收和發(fā)射光譜，可以對此進(jìn)行研究。他們的結(jié)果，發(fā)表在Nanoscale，主要解釋了納米金剛石在其懸浮液中展現(xiàn)出價(jià)帶電子空穴,但是在其薄膜中并未發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象。

       “在水中，納米金剛石與其鄰近的分子、離子的相互作用非常強(qiáng)”，Petit說。通過添加鹽或改變pH值活性，可以改變吸附在納米金剛石上的活性藥物成分。Petit和他的同事發(fā)現(xiàn)在懸浮液中的納米金剛石的表面電子狀態(tài)是明顯不同于那些固態(tài)基質(zhì)上的納米金剛石。

       研究人員在真空條件下利用x射線光譜測試了液態(tài)樣品，并且繪制了詳細(xì)的價(jià)帶和導(dǎo)帶電子填充和缺失圖片。結(jié)果表明,懸浮液中納米金剛石表面會(huì)形成價(jià)帶電子缺失空穴。這種現(xiàn)象說明納米金剛石表面的電子都貢獻(xiàn)給了周圍的水分子。物理學(xué)家同時(shí)也開始懷疑，如果改變了納米粒子的電子結(jié)構(gòu)，就有可能影響它們的化學(xué)、光學(xué)以及催化性能。在未來，他們將進(jìn)行進(jìn)一步研究，水環(huán)境下納米金剛石的催化效果是否可以提升，從而將水分子分解為氧氣和氫氣。