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ることができます。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。
リチャード・ケーナー大学の材料化学者リチャード・ケーナー氏は、「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他の物質も考えられますが、手に持ったり、広く利用したり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割れやすいため、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、押し込み抵抗をいくつかの方法で測定します。地質学者は、モース硬度計と呼ばれる比較単位をよく用います。これは、野外で鉱物を傷の有無で識別する方法です。ダイヤモンドはモース硬度計で最高値の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計と呼ばれるより正確な測定単位を用いています。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、先端で押し込みを作るの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、短く強固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得られます。
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隕石中にごく少量しか発見されておらず、それ自体が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に過ぎないのかは不明でした。
最近、科学者チームが隕石中にミクロンサイズ（1ミリメートルの1,000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ものです。他の科学者は、ロンズデーライトを研究室で生成したと報告していますが、結晶はほんの一瞬しか存在しません。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ことは考えにくいでしょう。
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なる材料は、ナノスケールの粒子が互いに滑り合うのではなく、互いに結合しているため、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、単に記録を樹立する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。むしろ、何か有用なものを創り出そうとしているのです。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、あるいは研究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製造しています。市販されている製品の一つは、タングステンとホウ素、そして微量の他の金属を組み合わせたものです。結晶の形状により、方向によって異なる特性を持つ材料が生まれます。正しい方向に並べれば、ダイヤモンドに傷をつけることができるとカナー氏は言います。また、この材料は、研究室でダイヤモンドを製造するために必要な高圧条件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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