המוליכות התרמית של יהלום מגיעה ל-2000W/(m·K), שהיא נמוכה מזו של גרפן, אך גבוהה בהרבה מזו של חומרים אחרים.הגרפן מוליך חשמל, בעוד שיהלום אינו מוליך חשמל, והוא חומר מבודד, ולכן היהלום מתאים יותר ליישומי בידוד.

ליהלום תכונות תרמופיזיקליות ייחודיות (מוליכות תרמית גבוהה במיוחד ומקדם התפשטות תואם שבב מוליכים למחצה), מה שהופך אותו לחומר המצע המועדף לפיזור חום.עם זאת, לא קל להכין יהלום בודד לבלוק, וקשיות היהלום גבוהה במיוחד, וחומר בלוק היהלום קשה לעיבוד.לפיכך, היישום המעשי ייושם בחומר מצע פיזור החום בצורה של "חומר מרוכב מתכת מטריצת מתכת מחוזק חלקיקי יהלום" או "חומר מרוכב של יהלום/מטריקס מתכת CVD".חומרי מטריצת מתכת נפוצים כוללים בעיקר Al, Cu ו-Ag.

על פי המחקר, נמצא כי לאחר החלפת 0.1% מתכולת הבורון ניטריד בחומר התרמי התרמי מסוג polyhexamethylene adipamide (PA66) יוחלף בננו-יהלום, המוליכות התרמית של החומר תוגדל בכ-25%.על ידי שיפור נוסף של המאפיינים של ננו-יהלומים ופולימרים, Carbodeon בפינלנד לא רק שומרת על המוליכות התרמית המקורית של החומר, אלא גם מפחיתה את צריכת הננו-יהלומים ב-70% במהלך תהליך הייצור, מה שמפחית מאוד את עלויות הייצור. .
חומר מרוכב תרמי חדש זה פותח על ידי מרכז המחקר הטכנולוגי של VTT הפיני ונבדק ואומת על ידי החברה הגרמנית 3M.

עבור חומרים עם דרישות מוליכות תרמית גבוהות יותר, ניתן לשפר ולשפר מאוד את המוליכות התרמית על ידי מילוי של 1.5% של ננו-יהלומים לכל 20% מחומר המילוי המוליך תרמית.
חומר המילוי המוליך תרמי ננו-יהלום המשופר אינו משפיע על תכונות הבידוד החשמלי ותכונות אחרות של החומר, ואינו גורם לבלאי כלים, ונמצא בשימוש נרחב באלקטרוניקה, ציוד LED ותחומים אחרים.