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進入21世紀后，由于技術的進步和關鍵技術點的突破，又興起了納米金剛石的規模化制備技術與應用研究的新高潮。國內參與此項研究工作的科研院所與工廠公司也越來越多，在納米金剛石的應用研究方面也取得了一定的成果。
以納米金剛石為原料，可在較低的溫度壓力下形成各向同性的金剛石聚晶。這種聚晶由于金剛石顆粒細小，且顆粒間結合強度較高，故不易斷裂和磨損，用于制造高強度、高壽命的聚晶刀具，應用于高精度機械加工領域。
用納米金剛石配成拋光料對K8光學玻璃、電化學沉積Ni、硅和Sapphire涂層進纖行研磨和拋光后，其粗糙度分別達到5～10、10～12、6～10和17～20埃。
用含納米金剛石的電鍍液制成沖壓模具、工具等復合電鍍層，可大大提高其硬度和耐磨性，從而提高了工具的使用壽命。
用納米金剛石制作磁記錄材料的保護層，存取速度高且耐磨。
還可利用這種鍍層硬度高、耐腐蝕、耐熱沖擊的特性，制作密封層，其性能遠遠優于一般密封材料。
用納米金剛石沉積生成的導電金剛石薄膜，可以作為低閥值的真空冷發射陰極，制造低功耗高亮度的平板光顯示陰極。
國外科學家預言，金剛石在不久的將來在一些特殊領域中將代替目前使用的半導體硅片，成為高速電子器件用半導體材料的主流。
把納米金剛石作為生物抗體的載體，因它具有很好的表面惰性，不含重金屬雜質，不會使生物抗體發生結構和性能上的變化，不會影響其功能的發揮，有可能在醫療上得到廣泛的應用。
使用多晶金剛石的磨削精度空前提高：
1、在使用2～4μm的多晶金剛石粉研磨工件時，Ra(不平度)<1.6nm。
2、在使用0～0.5μm多晶金剛石粉研磨工件時，Ra=1.3～1.4nm。
3、在使用0～0.125μm多晶金剛石粉研磨工件時，Ra<0.1nm。
以上應用僅是個初步的，是良好的開端。納米金剛石能否產業化，主要取決于應用。因此，加大納米金剛石應用技術的研究與開發力度則是關鍵。
經過近20年的研究開發，納米金剛石已經從實驗室階段走向工業規模化生產，其應用也有了較大的進展。主要集中在以下幾個方面。
1 納米金剛石黑粉、灰粉的規模化生產
2 以納米金剛石為添加劑的潤滑油、磨合油的規模化生產
納米金剛石是具有豐富特性內涵的材料，是一個極具挑戰性又充滿機遇的領域。經過十幾年的研究與生產，認識到納米金剛石可在生產原料、國防工業、精密拋光、石化、生物醫學、電子、機械、化學等國民經濟和我們的日常生活中均有著廣闊的應用前景，相信在不久的將來，會在各個行業得到規模化應用。