眾所周知，硬度和韌性（抗斷裂性）之間的折衷使得同時提高兩種性能具有挑戰性，尤其是在金剛石中。可以通過納米結構策略來提高金剛石的硬度，其中高密度納米級孿晶的形成（通過對稱性關聯的晶體區域）也可以使金剛石增韌。在除金剛石以外的材料中，還有其他一些有希望的增強韌性的方法，例如生物啟發的層壓復合材料增韌，相變增韌和雙相增韌，但是對金剛石這種材料的研究很少。

2020年6月17日，燕山大學田永君，周向峰及北京航空航天大學郭林共同通訊在Nature 在線發表題為“Hierarchically structured diamond composite with exceptional toughness”的研究論文，該研究報告了金剛石復合材料的結構表征，這些金剛石復合材料由相干的界面金剛石多型體（不同的堆積順序），交織的納米孿晶和互鎖的納米晶粒組成。復合材料的結構比單獨使用納米孿晶更能提高韌性，而不會犧牲硬度。單邊緣缺口梁測試的韌性是合成金剛石10的五倍，甚至比鎂合金還高。

當發生斷裂時，裂紋通過之字形路徑沿著{111}平面傳播通過3C（立方）多型的金剛石納米孿晶。當裂紋遇到非3C型的區域時，裂紋的傳播會擴散成彎曲的裂縫，并在裂縫表面附近局部轉變為3C金剛石。這兩個過程都會耗散應變能，從而提高韌性。這項工作可能對制造超硬材料和工程陶瓷有用。通過使用具有硬化和增韌協同作用的結構體系，最終可以克服硬度和韌性之間的折衷。