聚合鑽石納米棒

聚合鑽石納米棒是於2003年由石墨的壓縮製得的，也就是那次發現它比一般的鑽石要硬得多，這使得它成為已知最硬的材料。後來，富勒烯的壓縮也製得了這種物質，並證實這是已知最硬和最難壓縮的材料，等溫體積彈性模量為491GPa，而一般鑽石的模量為442–446 GPa；這些數據是從X射線衍射數據中得出的，並說明聚合鑽石納米棒的密度比普通鑽石高0.3%。同一個研究小組後來說：“聚合鑽石納米棒的硬度和楊氏模量與天然鑽石相當，但具有更優的耐磨性。”

純鑽石的<111>晶面（垂直於立方體對角線的平面）用納米鑽石刻劃測試時的硬度為167±6 GPa，而納米鑽石樣品本身用納米鑽石刻劃測試時硬度達到了310GPa。然而，這種測試只在刻劃工具比測試樣品更硬時才能得出正確結果。也就是說，納米鑽石的真實硬度可能略小於310 GPa。

聚合鑽石納米棒可由壓縮富勒體（英語：fullerite，富勒烯的一種固態形式）粉末製得，與上文所述方法有些類似。一種方法使用了金剛石壓腔，在不加熱的情況下對其施加大約37GPa的壓力。另一種方法是，將富勒體先用較小的壓力（2–20GPa）壓縮，然後加熱到300–2500 K的溫度。聚合鑽石納米棒的超高硬度可能在上世紀90年代就有研究者報道。這種材料是一系列相互連接的鑽石納米棒所構成，各納米棒直徑為5至20納米，長度大約為1微米。

碳納米管（英語：Carbon Nanotube，縮寫CNT）是在1991年1月由日本筑波NEC實驗室的物理學家飯島澄男使用高分辨透射電子顯微鏡從電弧法生產的碳纖維中發現的。它是一種管狀的碳分子，管上每個碳原子採取sp雜化，相互之間以碳-碳σ鍵結合起來，形成由六邊形組成的蜂窩狀結構作為碳納米管的骨架。每個碳原子上未參與雜化的一對p電子相互之間形成跨越整個碳納米管的共軛π電子云。按照管子的層數不同，分為單壁碳納米管和多壁碳納米管。管子的半徑方向非常細，只有納米尺度，幾萬根碳納米管並起來也只有一根頭髮絲寬，碳納米管的名稱也因此而來。而在軸向則可長達數十到數百微米。

富勒烯（英語： Fullerene）是一種完全由碳組成的中空分子，形狀呈球型、橢球型、柱型或管狀。富勒烯在結構上與石墨很相似，石墨是由六元環組成的石墨烯層堆積而成，而富勒烯不僅含有六元環還有五元環，偶爾還有七元環。

鑽石（古希臘文： ἀδάμας；法文、德文： Diamant；英文： Diamond），化學和工業中稱為 金剛石。鑽石是碳元素組成的無色晶體，為目前已知的自然存在的最硬物質。

莫氏硬度，是一種利用礦物的相對刻劃硬度劃分礦物硬度的標準，該標準是德國礦物學家腓特烈·摩斯（德語：Friedrich Mohs）於1812年提出的。

莫氏硬度標準將十種常見礦物的硬度按照從小到大分為十級，即（1）滑石、（2）石膏、（3）方解石、（4）螢石、（5）磷灰石、（6）正長石、（7）石英、（8）黃玉、（9）剛玉、（10）金剛石。具體鑒定方法是，在未知硬度的礦物上選定一個平滑面，用上述已知礦物的一種加以刻劃，如果未知礦物表面出現划痕，則說明未知礦物的硬度小於已知礦物；若已知礦物表面出現划痕，則說明未知礦物的硬度大於已知礦物。如此依次試驗，即可得出未知礦物的相對硬度。

若某種礦物的硬度在兩種標準礦物之間，則會用.5表示，例如黃鐵礦的莫氏硬度為6.5。

需要指出，莫氏硬度是一種 相對標準，與 絕對硬度並無正比關係。

超硬材料（Superhard Material）是指硬度特別高的材料，可分為天然以及人造兩種，前者主要包括天然的鑽石（金剛石）、黑鑽石，後者則包括聚合鑽石納米棒(ADNR)、化學氣相沉積金剛石(CVDD)，以及現在研究較多的多晶立方氮化硼(PCBN)等。