ロンズデーライトなどの一部の物質はダイヤモンドよりも硬いかもしれませんが、大量に存在せず、広範囲に利用されていません。
ダイヤモンドはほとんどあらゆるものに傷をつけることができる。写真：ビジネス・スタンダード
ダイヤモンドはその硬さから高く評価されています。宝飾品として、何世代にもわたって変わらぬ美しさを保ち、日々の摩耗にも耐え、傷がつきません。刃物やドリルビットとして、ほとんどあらゆるものに穴を開けても壊れません。粉末状のダイヤモンドは、宝石、金属、その他多くの素材を研磨します。そのため、 Live Scienceによると、ダイヤモンドよりも硬い素材を見つけるのは困難です。
カリフォルニア大学アーバイン校の材料化学者リチャード・ケイナー氏は、「ダイヤモンドは依然として、ほとんどの実用用途において最も硬い物質です」と述べています。ダイヤモンドを標準的なダイヤモンドよりも硬くする方法は存在し、理論上はダイヤモンドよりも硬い物質も存在しますが、手に持ったり、日常的に使用できるような形では存在しません。
ダイヤモンドジュエリーを身に着けている人はその耐久性を証明できますが、「硬度」という概念は非常に専門的だと、カリフォルニア工科大学（Caltech）の地球化学者ポール・アシモウ氏は言います。硬度はしばしば、剛性や耐久性といった他の特性と混同されます。これらは必ずしも押し込み硬度と同じではありません。例えば、ダイヤモンドは押し込み硬度は非常に高いですが、曲げ硬度は中程度です。ダイヤモンドは結晶面に沿って簡単に割れるため、宝石職人は美しいファセットカットのダイヤモンドを作り出すのです。
科学者は押し込み硬さをいくつかの方法で測定します。地質学者は、野外で鉱物を傷の有無で識別するモース硬度スケールを用いて比較することがよくあります。ダイヤモンドはモース硬度スケールの最高値である10で、ほとんどあらゆるものに傷をつけることができます。研究室では、材料科学者はビッカース硬度試験と呼ばれるより正確な測定方法を用いています。これは、鉛筆の芯を消しゴムに押し込むのと同じような力で、先端で押し込み硬さを付けるために必要な力に基づいて材料の硬さを測定します。
ダイヤモンドは、立方格子状に配列した炭素原子から構成され、短く強力な化学結合によって互いに結合しています。この構造により、ダイヤモンドは特徴的な押し込み硬さを有しています。ダイヤモンドよりも硬い物質のほとんどは、通常のダイヤモンドの結晶構造にわずかな変化を加えたり、炭素原子の一部をホウ素や窒素に置換したりすることで生成されます。
最も硬い物質の称号を争う候補の一つがロンズデーライトです。ダイヤモンドと同様に、ロンズデーライトは炭素原子で構成されていますが、立方晶系ではなく六方晶系の結晶構造をとっています。最近まで、ロンズデーライトはごく少量しか発見されておらず、主に隕石の中にしか見つかっておらず、ロンズデーライトが単体で物質として分類できるのか、それとも標準的なダイヤモンドの結晶構造における欠陥なのかは不明でした。
最近、科学者チームが隕石中にマイクロメートルサイズ（1マイクロメートルは1ミリメートルの1000分の1）のロンズデーライト結晶を発見しました。これらは非常に小さな結晶ですが、これまで発見されたものよりも大きいです。他の科学者たちは、ロンズデーライトを実験室で生成したと報告していますが、結晶の存在時間はほんの一瞬です。そのため、ロンズデーライトは興味深い素材ではありますが、切削、掘削、研磨などの用途において、すぐにダイヤモンドに取って代わる可能性は低いでしょう。
ダイヤモンドのナノスケール構造を調整することで、通常のダイヤモンドよりも硬い材料を作り出すことも可能です。多数の微細なダイヤモンド結晶から作られた材料は、ナノスケールの粒子が互いに滑り合うことなく、所定の位置に固定されるため、宝石用ダイヤモンドよりも硬くなります。粒子が互いに鏡像を形成する「ナノツイン」ダイヤモンドは、通常のダイヤモンドの2倍の耐圧性を備えています。
しかし、ほとんどの科学者は記録破りのためだけに超硬質材料の開発に取り組んでいるわけではありません。彼らは何か有用なものを作りたいと考えています。ダイヤモンドとほぼ同等の硬さでありながら、より安価で、あるいは実験室で簡単に作れるものを作りたいと考えているかもしれません。
例えば、カナー氏の研究室では、ダイヤモンドの工業的代替品として利用可能な超硬金属をいくつか開発しています。市販されている製品の一つは、タングステンとホウ素に加え、微量の他の金属を配合したものです。結晶の形状によって、方向によって異なる特性を持つ材料が生まれます。カナー氏によると、正しい方向に配向すれば、ダイヤモンドに傷をつけることができるそうです。また、この材料は、研究室でダイヤモンドを製造するのに必要な高圧を必要としないため、製造コストも抑えられます。
アン・カン（ Live Scienceによると）
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