第一作者：Yasumaru Fujii
通訊作者：Yasumaru Fujii, Mina Maruyama, Nguyen Thanh Cuong, Susumu Okada
通訊單位：日本筑波大學
碳家族的一個新成員，五角金剛石（pentadiamond），被預言是輕如石墨，硬如鉆石，半導體如硅。
碳是一種用途極為廣泛的元素：它有數百種假想形式和幾種觀察到的變體，包括金剛石和石墨。在鉆石中，每一個碳原子都與另外四個碳原子，連接在一個堅固、堅硬的三維立方晶格中。但在石墨中，每個原子只與另外三個原子結合，形成六邊形的平板。
日本筑波大學的Yasumaru Fujii及其同事通過計算模擬發現，碳也可能以五角鉆石的形式存在。它的碳原子以五邊形的形式組織，其中一些原子與另外四個原子結合，另一些則與三個原子結合。五邊形排列成類似金剛石的立方晶格，但是金剛石在晶格的每個立方體內都有碳原子，而五角金剛石的環只占據立方體的棱角，在中間留下一個孔。相關研究成果以“Pentadiamond: A Hard Carbon Allotrope of a Pentagonal Network of sp2 and sp3 C Atoms”為題，發表在Physical Review Letters上，最新一期的Nature對其做了評論（Research Highlights）。
這種孔隙率意味著五金剛石的預測密度很低，與石墨相當。這種材料也應該是半導體，并且在拉伸時會表現出變厚的不尋常的特性。
參考文獻
[1] Yasumaru Fujii, et al. Pentadiamond: A Hard Carbon Allotrope of a Pentagonal Network of sp2 and sp3 C Atoms, PHYSICAL REVIEW LETTERS, (2020), 125: 016001.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.125.016001
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.125.016001
[2] This material is almost as hard as diamond — but as light as graphite. Nature, 2020.
https://www.nature.com/articles/d41586-020-02061-6
