Мініатюризація сучасних електронних пристроїв воістину вражає. Сьогодні нанотехнологи працюють над створенням елементів електронних схем розміром біля 50 нанометрів і близькі до створення експериментальних зразків розміром 2–5 нанометрів, що відповідає розмірам окремих органічних молекул. Використання таких пристроїв в електроніці дозволить, наприклад, підвищити в сотні разів потужність комп’ютерних процесорів.
Найбільш широко з цією метою використовуються нанотрубки та фулерени, але більш перспективними можуть бути напівпровідникові нанодіаманти, які нині одержують за допомогою вибухової технології чи поверхневим напиленням. Проте нанодіаманти мають багато вад, що утруднюють їх практичне застосування. Промислові нанодіаманти неоднакові за розмірами, містять значну кількість графіту, поверхня цих кристалів неоднорідна. Водночас нанотехнології потребують однорідного матеріалу, тобто матеріалу з частинками однакової форми та розміру. Більш того, для прецизійного хімічного зв’язування таких молекул з підкладкою, в молекулу нанодіаманту слід ввести потрібний замісник, причому в певне положення, або, як кажуть хіміки, селективно функціоналізувати молекулу.
Вуглецевий каркас адамантану являє собою елементарну комірку діаманту, вільні валентності якого зайняті атомами водню, тобто він є найменшим гідрованим діамантом. Нещодавно дослідники фірми “Шеврон” виділили з нафти вуглеводні, що являють собою сконденсовані два, три, чотири і аж до десяти сконденсованих фрагментів адамантану. Фактично ці вуглеводні є гідрованими нанодіамантами з розмірами 2–4 нанометри. Вони дістали назву “діамондоїди” і становлять значний інтерес для нанотехнологій.
Сьогодні для використання діамандоїдів в нанотехнологіях об’єднано зусилля хіміків, фізиків, нафтовиків та геохіміків України, Німеччини та США. Однією з найважчих проблем у хімії діамондоїдів є контрольоване введення функціональних груп у певне положення молекули, бо з ростом розміру молекули зростає кількість варіантів заміщення.
Впродовж декількох десятків років учені кафедри органічної хімії та технології органічних речовин (ОХ та ТОР) досліджують методи синтезу, властивості, реакційну здатність, механізми перетворень та застосування адамантанів та їх циклічних гомологів. Нині кафедра є світовим лідером у цій галузі і природно, що саме на кафедрі ОХ та ТОР, де детально досліджені механізми функціоналізації каркасних вуглеводнів, були знайдені умови селективної функціоналізації діамондоїдів. Під керівництвом проф. А.А.Фокіна у співдружності з рядом західних університетів було розроблено методи введення різних функціональних груп, і в результаті вперше одержані зразки селективно функціоналізованих нанодіамантів для дослідження їх електронних властивостей.
Уже перші результати вивчення властивостей отриманих похідних діамондоїдів виявилися багатообіцяючими. Знайдено, що функціоналізовані нанодіаманти здатні сорбуватись із розчину на поверхню срібла чи золота, утворюючи самоорганізовані впорядковані моношари. Ці нові матеріали було детально досліджено в Лабораторії новітніх матеріалів Станфордського університету, в Національній лабораторії новітніх джерел світла в Берклі та в Ліверморській національній лабораторії (США). Виявилося, що моношар функціоналізованого діамондоїду (товщина 1,5 нм) набуває властивості негативної спорідненості до електронів і при опроміненні фотонами інтенсивно емітує монохроматичні електрони з енергією близько 1 еВ, з дуже малими втратами енергії. Така негативна електронна спорідненість досі не була відома експериментально для органічних молекул.
Результати цього дослідження викладено в статті в найрейтиговішому у світі науковому журналі Science, 2007, т.316, с. 1460 (до речі, ця публікація є першою за участю українських хіміків у цьому журналі). Це відкриття обіцяє широке застосування самоорганізованих моношарів діамондоїдів в нанотехнологіях для створення плоских дисплеїв, мікрохвильових підсилювачів, вакуумних мікроелектронних приладів, рентгенівських детекторів, твердофазних освітлювачів, в електронній мікроскопії, електронно-променевій літографії тощо.