בקריסטלוגרפיה, מבנה היהלום נקרא גם מבנה הגביש הקובי של היהלום, הנוצר מקשר קוולנטי של אטומי פחמן.רבות מהתכונות הקיצוניות של יהלום הן תוצאה ישירה של חוזק הקשר הקוולנטי sp³ היוצר מבנה קשיח ומספר קטן של אטומי פחמן.מתכת מוליכה חום דרך אלקטרונים חופשיים, והמוליכות התרמית הגבוהה שלה קשורה למוליכות חשמלית גבוהה.לעומת זאת, הולכת חום ביהלום מושגת רק על ידי תנודות סריג (כלומר, פונונים).הקשרים הקוולנטיים החזקים במיוחד בין אטומי יהלום הופכים את סריג הגביש הקשיח לבעל תדר רטט גבוה, כך שהטמפרטורה האופיינית ל-Debye שלו היא עד 2,220 K.

מכיוון שרוב היישומים נמוכים בהרבה מטמפרטורת Debye, פיזור הפונונים קטן, ולכן התנגדות הולכת החום עם הפנון כמדיום קטנה ביותר.אבל כל פגם בסריג יפיק פיזור פונון, ובכך יפחית מוליכות תרמית, שהיא מאפיין מובנה של כל חומרי הקריסטל.פגמים ביהלום כוללים בדרך כלל פגמים נקודתיים כגון איזוטופים כבדים יותר של ˡ³C, זיהומים וחנקנים פנויים, פגמים מורחבים כגון תקלות ערימה ונקעים, ופגמים דו-ממדיים כגון גבולות גרגרים.

גביש היהלום הוא בעל מבנה טטרהדרלי רגיל, בו כל 4 זוגות אטומי הפחמן הבודדים יכולים ליצור קשרים קוולנטיים, כך שאין אלקטרונים חופשיים, ולכן היהלום אינו יכול להוליך חשמל.

בנוסף, אטומי הפחמן ביהלום מקושרים על ידי קשרים ארבעה ערכיים.מכיוון שקשר ה-CC ביהלום חזק מאוד, כל אלקטרוני הערכיות משתתפים ביצירת קשרים קוולנטיים, ויוצרים מבנה גבישי בצורת פירמידה, ולכן קשיות היהלום גבוהה מאוד ונקודת ההיתוך גבוהה.והמבנה הזה של היהלום גם גורם לו לספוג מעט מאוד רצועות אור, רוב האור המוקרן על היהלום מוחזר החוצה, כך שלמרות שהוא מאוד קשה, הוא נראה שקוף.

כיום, חומרי פיזור החום הפופולריים יותר הם בעיקר בני משפחת חומרי הננו-פחמן, כוללננו-יהלום, ננו-גרפן, פתיתי גרפן, אבקת ננו-גרפיט בצורת פתית, וננו-צינוריות פחמן.עם זאת, מוצרי סרטי פיזור חום גרפיט טבעיים עבים יותר ובעלי מוליכות תרמית נמוכה, אשר קשה לעמוד בדרישות פיזור החום של התקנים עתידיים עתידיים עתידיים עתידיים עתידיים עתידיים עתידיים עתידיים עתידיים עתידיים בעלי הספק גבוה וצפיפות אינטגרציה גבוהה.יחד עם זאת, הוא אינו עומד בדרישות הביצועים הגבוהות של אנשים לחיי סוללה קלים במיוחד ודקים וארוכים.לכן, חשוב ביותר למצוא חומרים מוליכים סופר-תרמית חדשים.זה מחייב חומרים כאלה בעלי קצב התפשטות תרמית נמוך במיוחד, מוליכות תרמית גבוהה במיוחד וקלילות.חומרי פחמן כמו יהלום וגרפן פשוט עומדים בדרישות.יש להם מוליכות תרמית גבוהה.החומרים המרוכבים שלהם הם סוג של חומרי הולכת חום ופיזור חום בעלי פוטנציאל יישום גדול, והם הפכו למוקד תשומת הלב.

אם תרצה לדעת יותר על ננו-יהלומים שלנו, אל תהסס לפנות לצוות שלנו.