V kryštalografii sa diamantová štruktúra tiež nazýva štruktúra diamantového kubického kryštálu, ktorá je tvorená kovalentnou väzbou atómov uhlíka. Mnohé z extrémnych vlastností diamantu sú priamym výsledkom kovalentnej pevnosti väzby, ktorá tvorí tuhú štruktúru a malý počet atómov uhlíka. Kov vykonáva teplo voľnými elektrónmi a jeho vysoká tepelná vodivosť je spojená s vysokou elektrickou vodivosťou. Naopak, tepelné vedenie v diamante sa dosahuje iba vibráciami mriežky (tj fonóny). Extrémne silné kovalentné väzby medzi atómami diamantov spôsobujú, že mriežka tuhej kryštálu má vysokú frekvenciu vibrácií, takže jej charakteristická teplota Debye je vysoká ako 2 220 K.

Pretože väčšina aplikácií je oveľa nižšia ako teplota Debye, rozptyl fonónu je malý, takže odpor vedenia tepla s fonónom, pretože médium je extrémne malý. Ale akýkoľvek defekt mriežky bude produkovať rozptyl fonónu, čím sa zníži tepelná vodivosť, ktorá je prirodzenou charakteristikou všetkých kryštálových materiálov. Defekty v diamante zvyčajne zahŕňajú bodové defekty, ako sú ťažšie ˡ³C izotopy, nečistoty dusíka a voľné pracovné miesta, predĺžené defekty, ako sú poruchy stohovania a dislokácie a 2D defekty, ako sú hranice zŕn.

Diamantový kryštál má pravidelnú tetraedrálnu štruktúru, v ktorej všetky 4 osamelé páry atómov uhlíka môžu tvoriť kovalentné väzby, takže neexistujú žiadne voľné elektróny, takže Diamond nemôže vykonávať elektrinu.

Okrem toho sú atómy uhlíka v diamante spojené štyrmi valentnými väzbami. Pretože CC väzba v diamante je veľmi silná, všetky valenčné elektróny sa podieľajú na tvorbe kovalentných väzieb, ktoré tvoria kryštálovú štruktúru v tvare pyramídy, takže tvrdosť diamantu je veľmi vysoká a bod topenia je vysoký. A táto štruktúra diamantu tiež spôsobuje, že absorbuje veľmi málo svetelných pásov, väčšina svetla ožiareného na diamante sa odráža, takže hoci je veľmi ťažké, vyzerá to priehľadne.

V súčasnosti sú najobľúbenejšie materiály na rozptyl tepelnýchnanodiamond, nano-grafén, grafénové vločky, nano-grafitový prášok v tvare vločky a uhlíkové nanotrubice. Prírodné výrobky rozptyľovania tepla grafitu sú však hrubšie a majú nízku tepelnú vodivosť, čo je ťažké splniť požiadavky na rozptyl tepla budúcich vysokorýchlostných zariadení s vysokou integráciou. Zároveň nespĺňa vysokovýkonné požiadavky ľudí na ultraľahkú a tenkú dlhú výdrž batérie. Preto je nesmierne dôležité nájsť nové super-tepelné vodivé materiály. Vyžaduje si to, aby takéto materiály mali extrémne nízku rýchlosť tepelnej expanzie, veľmi vysokú tepelnú vodivosť a ľahkosť. Uhlíkové materiály, ako je diamant a grafén, iba spĺňajú požiadavky. Majú vysokú tepelnú vodivosť. Ich kompozitné materiály sú akýmsi materiálmi vedenia tepla a rozptyľovania tepla s veľkým aplikačným potenciálom a stali sa stredobodom pozornosti.

Ak by ste sa chceli dozvedieť viac o našich nanodiamondoch, neváhajte a kontaktujte našich zamestnancov.