筑波大學助理教授 Mina Maruyama 領導的研究小組從理論上預測了透過組合五個碳原子結合在一個環中的五元環來創造新的三維碳晶體的可能性。此外，基於量子力學的物理特性模擬表明，這種材料比鑽石更輕、更堅固。該結果於3年2020月6日被科學期刊《Physical Review Letters》選為“編輯建議”，作為一項特別重要的結果。
石墨和鑽石等碳晶體長期以來一直是基礎科學和應用科學的主題。這些晶體在碳原子之間具有極強的化學鍵，作為兼具高機械韌性和穩定性的功能性材料而備受關注。迄今為止，許多已合成或理論上預測的碳晶體都具有比鑽石更高的彈性模量（抗變形能力），但它們表現出更高的整體彈性模量，目前尚不清楚。
這次，研究小組從幾何角度考慮，預測透過共享由碳原子組成的五邊形（五元環）的邊緣，可以建構高度對稱的三維碳共價鍵網絡，並將其命名為Pentadiamond。五金剛石是一種極其堅固的碳晶體，人們發現它是一種極其堅固的碳同素異形體，其楊氏模量（抗單軸方向變形能力）和剪切模量（抗變形能力）遠遠超過鑽石。研究還發現，五金剛石表現出負泊鬆比（一種極耐變形的特性），並且在受到外力時可能表現出與普通材料相反的結構響應特性。
這項研究成果不僅透過展示新型碳晶體的可能性，有力地推動了碳材料科學的發展，而且有望帶動利用五金剛石的抗衝擊材料的開發及其在各種功能材料中的應用。
