ダイヤモンドナノ粒子の水素表面修飾によるサイズ依存的反応性と分散安定化

要約

約4 nmのダイヤモンドナノ粒子は薬物送達や蛍光イメージングへの応用が期待されるが、凝集体形成が課題である。本研究では、水素ガス中でのアニール処理により100 nm超の凝集体を約4 nmのコア粒子へ分解する手法を開発した。超音波分散と高速遠心分離を経て得られたコロイドは、広いpH範囲で長期安定性を示し、ゼータ電位は+60 mV超を記録した。この表面反応は20 nm以上の粒子やバルクダイヤモンドでは観察されず、サイズ依存的な分子水素との反応性が示された。

メカニズム

水素ガスアニールにより約4 nmナノダイヤモンド表面が分子水素と低温で反応し、表面電荷（ゼータ電位）が大幅に変化することで凝集が抑制される。この反応性はサイズ依存的であり、20 nm以上の粒子では生じない。