Проблематика проекта принадлежит к чрезвычайно актуальному междисциплинарному направлению исследований в области химии, физики, биологии и медицины. Количество ежегодных публикаций в SCOPUS по теме ДНА, в которых термин «наноалмазы (nanodiamonds)» указан в ключевых словах, за последние двадцать лет выросло примерно в 30 раз. С 2008 года наблюдается резкий рост ежегодных публикаций, касающихся применения ДНА в биомедицинских целях, к настоящему моменту составляющих уже примерно пятую часть от числа ежегодных статей, посвященных детонационному алмазу. Благодаря уникальной биосовместимости, флуоресцентным свойствам, возможности функционализации поверхности и самой низкой цитотоксичности среди других углеродных материалов наночастицы ДНА рассматриваются в качестве перспективных носителей в системах адресной доставки лекарств, флуоресцентных маркеров и контрастных агентов для магнитно-резонансной томографии (МРТ). Открывающиеся перспективы успешного применения ДНА в биомедицине обуславливают значимость и актуальность исследования процессов структурообразования в водных дисперсиях детонационных наноалмазов в зависимости от факторов, определяющих возможность получения агрегативно устойчивых нанозолей ДНА, а также их стабильность и функциональные свойства при введении в организм.
Эффективное использование ДНА в биомедицинских целях ограничивается рядом не решенных к настоящему времени проблем: 1) невоспроизводимостью состава и свойств поверхности ДНА, а, следовательно, и его физико-химических свойств, из-за различий в сырье, условиях синтеза и применяемых методов очистки у разных производителей, 2) сложностью полного дезагрегирования полидисперсных порошков ДНА, содержащих крупные агломераты первичных частиц различного размера и плотности упаковки, 3) склонностью первичных частиц к агрегации в водных средах, 4) коагуляцией частиц ДНА при изменении солевого фона, рН, разбавлении или концентрировании системы, при получении частиц ДНА, модифицированных многозарядными ионами редкоземельных металлов, препятствующей их эффективному использованию in vivo. Как видно, решение этих проблем, несомненно, актуально и требует комплексного подхода к исследованию влияния условий получения ДНА и их дезагрегации, вида и концентрации электролита, рН, содержания твердой фазы, исходной дисперсности золей ДНА на устойчивость и коагуляцию золей детонационного алмаза.
С другой стороны, золи ДНА могут рассматриваться как идеальная модельная система для развития существующих теорий устойчивости и исследования роли поверхностных сил в коагуляции наноразмерных коллоидов. Очевидное к настоящему времени отклонение коллоидно-химического поведения нанодисперсных систем от предсказываемого теорией ДЛФО диктует необходимость корректного ее использования для ультраразмерных дисперсий, в том числе для наночастиц с толщиной двойного электрического слоя (ДЭС), сопоставимой с их размерами. Неадекватность используемых теоретических моделей часто связана с некорректным расчетом поверхностных сил, пренебрежением роли полидисперсности исходных агрегативно устойчивых нанозолей, чаще всего содержащих как первичные наночастицы, так и их агрегаты. При расчете сил молекулярного притяжения возникает проблема, связанная с неопределенностью выбора константы Гамакера: в литературе приводятся различные значения для частиц одного сорта, при расчетах энергии парного взаимодействия пористых агрегатов используют константы Гамакера для монолитных частиц. Расчет электростатических сил тоже часто недостаточно точен, в том числе, из-за некорректности выбранных моделей для расчета дзета-потенциала, при том, что его использование вместо поверхностного потенциала уже является достаточно грубым приближением. При расчетах в рамках расширенной теории ДЛФО возникают сложности с определением параметров структурной составляющей энергии парного взаимодействия частиц. Теоретические модели для концентрированных дисперсных систем, для которых необходимо рассматривать уже не парные, а коллективные взаимодействия частиц, практически не развиты. При расчетах также используют физические харак