纳米金刚石是一种极其微小的金刚石颗粒，尺寸只有几纳米。由于它们化学性质非常稳定，还能容纳所谓的色心（即晶格中的光学活性缺陷），因此被视为量子技术、传感和生物医学研究领域的潜力股。然而，到目前为止，要稳定地造出尺寸均匀、纯度又高、光学特性还能精准控制的纳米金刚石，一直是个难题。

马克斯·普朗克聚合物研究所的Yingke Wu博士和Tanja Weil教授带领的国际研究团队，最近搞出了一种新的合成方法。这个团队不是把大金刚石敲碎成小颗粒，而是用分子级别的纳米石墨烯作为积木，从零开始一点点搭出纳米金刚石。在高温高压下，这些扁平的碳分子直接变成了像金刚石一样、结晶度很高的纳米结构。这项研究成果已经登在了《自然》杂志上。

这种自下而上方法的关键优势在于其对分子层面的控制。由于起始分子的结构、尺寸和组成被精确定义，所得纳米金刚石的性质能更有效地控制，优于传统研磨或自上而下法。利用这一策略，该团队能够生产出特别小且均匀的纳米金刚石，尺寸约为三到四纳米。

另一个重要方面是，光学活性色心（即发光缺陷）可以在合成过程中直接掺入金刚石晶格中。通过使用合适的分子前驱体，可以生成硅基和锗基发光体，而无需后续离子注入、辐照或其他处理。这样就能在单步合成中直接生产出光学性质可定制的荧光纳米金刚石。

威尔表示：“我们相信，这一平台为开发量子传感器、集成光子发射装置以及可编程钻石基纳米材料奠定了可扩展的基础。”

新型分子纳米钻石为量子技术应用开辟了广阔前景，例如，可作为稳定的单光子源或纳米级传感器。它们在生物和医学研究中也很有前景。从长远来看，它们有望作为稳定的光学标记物，用于在微小尺度上观察细胞或其他生物环境中的过程。

详细信息： Jiaxu Liang 等人的研究：以纳米石墨烯为原料自下而上合成分子纳米金刚石，《自然》 (2026)。 10.1038/s41586-026-10669-3