As nanodiamond (ND) has excellent mechanical, electrical and optical properties, their use in different biomedical applications is desired. However, nanodiamond agglomeration is a common issue, that is causing problems when trying to use NDs in biomedical applications, carriers in drug delivery, coating for sensor or implant materials or in nanoelectronics.
This thesis goes through literature related to NDs and especially their agglomeration. NDs form resilient aggregates and single-digit NDs can’t be produced without proper deagglomeration before dispersion in solvent. According to literature, it can be stated that most common methods used in mechanical deagglomeration of NDs are media milling and beads-assisted sonic disintegrating (BASD). These techniques use small zirconium oxide balls that break ND agglomerates by colliding with them in media. The problem with these methods is that they cause zirconium contamination in ND particles.
Zirconium is difficult to remove from NDs and contamination makes it harder to use NDs in applications. Laboratory experiments performed in this research indicate that ethylene glycol and dimethyl sulfoxide (DMSO) were most suitable solvents for NDs. Size of ND agglomerates were smaller in these solvents than in other commonly used ND solvents tested, such as DI water and ethanol. This observation is in line with information found in ND related literature.Nanotimantilla on erinomaisen hyvät mekaaniset-, sähköiset- ja optiset ominaisuudet, joten niiden käyttöä monissa sovelluksissa on yritetty. Nanotimanttien kasautuminen paakuiksi on kuitenkin yleinen ongelma, joka vaikeuttaa nanotimanttien käyttöä esimerkiksi lääketieteen sovelluksissa, lääkeaineiden kuljetuksessa, anturi- ja implanttipinnoitteena sekä nanoelektroniikassa. Tämä diplomityö käy läpi nanotimantteihin ja niiden paakkuuntumiseen liittyvää kirjallisuutta. Nanotimantit muodostavat sitkeitä kasoja, ja yksittäisiä nanotimantteja on vaikeaa saada muodostumaan ilman mekaanista paakkujen hajottamista ennen liuotusta. Kirjallisuuden perusteella voidaan todeta, että tällä hetkellä käytetyimmät menetelmät nanotimanttipaakkujen irrottamiseksi ovat media milling sekä beads-assisted sonic disintegration (BASD) -tekniikat. Näissä menetelmissä pienet zirkoniumoksidi kuulat liikkuvat liuoksessa ja mekaanisesti hajottavat nanotimanttipaakkuja.
Näiden tekniikoiden ongelmaksi muodostuu nanotimanttien saastuminen zirkoniumilla, jota on vaikea poistaa timanteista. Tämä hankaloittaa myös nanotimanttien käyttöä sovelluksissa. Tässä tutkimuksessa tehdyissä laboratoriokokeissa havaittiin, että käytetyistä liuottimista nanotimanttien liuottamiseen parhaiten sopivat etyleeniglykoli ja dimetyylisulfoksidi (DMSO). Nanotimanttipaakkujen koko näissä liuottimissa oli selvästi pienempi kuin muissa yleisesti käytetyissä liuottimissa kuten etanoli ja DI vesi. Tämä sopii hyvin yhteen kirjallisuudesta löytyneen tiedon kanssa
