超硬材料在各个领域中具有广泛的应用，重要性自然不言而喻。不管上到航天飞机宇宙飞船，下到石油钻探深海潜艇，还是精密机床武器加工核能发电，凡是涉及到高精尖的领域都少不得它们的身影。各国科学家们在这个领域也是皓首研究你追我赶以求更多发现，因为这些领域牵涉到一个国家工业化现代化及可持续发展，对这些材料的广泛应用也是一个国家综合实力的象征。
Number 1 硫化碳炔(Carbyne)
次甲基自由基（Methylidyne radical）又碳炔，或称为一碳化一氢，是一个仅由一个碳原子跟一个氢原子构成的极不稳定气体或自由基，化学式为CH-，也称为甲炔基。
一碳化一氢
金刚石的稳定程度非常高因为他碳结构呈三角状，然而碳炔是在金刚石的基础上对结构进行深入的加工固牢，所以从目前科学的角度来看，碳炔是世界上最稳定，最坚硬的物体。碳炔硬度比钢高200多倍，是钻石40倍，是石墨烯抗拉强度的2倍。作为一种结构极其简单的物质，硫化碳炔由一串单原子组成。硫化碳炔的拉伸高度是金刚石的三倍，它的拉伸强度则是石墨烯的两倍，碳炔这种碳原子一维线性带状物的强度比任何材料都要坚硬和牢固，超强的硬度史无前例无人能敌。碳纳米管和石墨烯的硬度为4.5×108牛顿米/千克，而碳炔则能达到109牛顿米/千克。碳炔的强度。该材料具有无与伦比的强度，需要施加10纳米牛（nanoNewtons）的外力才能破坏其单链结构。如果转化为强度，可达6.0至7.5×107牛顿米/千克，超过了石墨烯的4.7至5.5×107牛顿米每/克，碳纳米管的4.3至5.0×107牛顿米/千克和金刚石的2.5至6.5×107牛顿米/千克。
Number 2 石墨烯(Graphene)
石墨烯管
石墨烯是有史以来测试过的最强材料。石墨烯是一种平面单层紧密打包成一个二维（2D）蜂窝晶格的碳原子，并且是所有其他维度的石墨材料的基本构建模块。它可以被包装成零维（0D）的富勒烯，卷成了一维（1D）的纳米管或堆叠成三维（3D）的石墨。它的强度比钢铁还要高200倍，具有1 TPA（150,000,000 psi）时的拉伸模量（刚度）。 1 平方米的石墨烯吊床可以支撑4 公斤的猫，但重量只有一只猫的胡须，0.77 毫克。
Number 3 六边形钻石(Hexagonal Diamond)
实验室制造的六边形钻石比天然钻石更硬
1967年美国通用电气公司生产出一种具有与钻石相似折射率和相似密度的晶体。但这种由碳原子组成的晶体不是等轴晶系矿物，而是具六边对称型。几乎同时，同样性质的矿物也在美国亚利桑那的陨石中发现。著名结晶学家dame kathleen lonsdale命名为朗斯代尔矿，英文名称lonsdaleite ，中文则译为六方钻石。硬质材料对于加工能力很有用，钻石长期以来一直用于钻头。六角形金刚石可能比立方形金刚石更硬，因此它可能是加工、钻孔或任何类型的立方形金刚石应用的绝佳替代品。它不但工业优势很明显，有朝一日六边形钻石有可能用于订婚戒指，目前实验室制造的立方钻石与天然钻石相比价值较低，但六边形钻石可能更新颖。
Number 4 纤锌矿型氮化硼(Wurtzite Boron Nitride)
