پیش بینی سختی ِ اجسام از روی ساختار اتمی مولکولی آنها کار خیلی سختیست. به نظر می آید یکی از خاصیتهای پیوندهای اتمی بنام یونیدگی (ionicity)، با سختی ِ مواد در ارتباط باشد. 4ام ژوئن یک تیم تحقیقاتی توانستند فرمول دقیقی برای پیش بینی ”سختی“ از روی خاصیت اتمی مواد پیدا کنند. این فرمول با موفقیت ”سختی“ را برای خیلی از مواد و حتا برای مواد ”فوق سخت“ که با درهمریزیهای (synthesize) جدید بدست آمده اند پیش بینی کرده است. پس فرمول فوق می تواند مدل میکروسکوپی ”سختی“ را نشان بدهد و همچنین مواد سخت جدیدی فراهم کند. ”سختی“ یعنی توانایی مقاومت کردن ِ مواد در برابر خراشیده شدن یا تو رفتگی بوسیله ی چیزی دیگر. این یکی از مسائل حل نشده ی فیزیک است و فیزیکدانان نمی دانند چگونه می توانند اتمها را بچینند تا ماده ای سخت بدست آورند. تلاشهایی شده اما این مسأله کماکان باز باقیست. یونیدگی چیزیست که به مقاومت ِ پیوندهای اتمی برای تشکیل مولکول ربط دارد. در یک ماده ی اصطلاحا هم ظرفیت (کووالانسی - Covalent) مثل الماس، ژرمانیوم یا سیلیکـُن، هز کدام از جفتهای اتمی یک جفت الکترون به اشتراک می گذارند تا پیوند اتمی تشکیل دهند. در مواد هم ظرفیت ِ قطبی (کووالانس قطبی - polar covalent) بی تقارنی هایی مشاهده می شود و اتمهایی ممکن است نفوذ و سهم بیشتری از الکترونهای پیوندی داشته باشند. در حالت نهایی، یعنی در ماده ی یونیده یک اتم یک الکترون از اتم مجاور خود می دزدد و ایندو اتم به هم پیوند می خورند. این جاذبه ی الکتروستاتیکی که ”پیوند یونی“ نامیده می شود بیشترین درجه ی بخشش را نمایش می دهد و به همین دلیل بسیار شل و ول هستند. در پیوند هم ظرفیت (کووالانس) کمترین بخشش مشاهده می شود و هر دو سهم یکسانی از بخشش را دارند و به همین دلیل این پیوند سفت است.

یونگجون تیان (Yongjun Tian) و فامینگ جائو (Faming Gao) از دانشگاه کین هانگدائو (Qimhuangdao) در چین و همکارانشان روی مواد هم ظرفیت (کوالانسی) و مواد هم ظرفیت قطبی تمرکز کرده و سعی کردند که مقاومتشان را به پیوندهای شیمیایی آنها ربط دهند. طبق این فرض که: هر چه پیوند در یک منطقه بیشتر رخ داده باشد سختی بیشتر است و دیگر اینکه هرچه پیوند کوتاهتر باشد و تعدادشان چگالتر باشد سختی قوی تر است. پس مواد سخت باشد یونیدگی ِ کمی داشته باشند زیرا پیوند هم ظرفیت (کووالانسی) از پیوند یونی محکمتر است. با ترکیب این فرضها و نظریه ی قدیمی (30 ساله ی) مواد، این گروه توانست فرمول سختی را بر اساس یونیدگی، طول پیوند . تعداد الکترونهای شرکت کننده در پیوند در آورد. با قرار دادن شرایط 11 ماده ی شناخته شده مثل الماس، Si₃N_{4 و} ZrO₂ آنها بهترین مقدارهای دو تا از پارامترهای فرمول را پیدا کردند.

فرمول نهایی با 10% خطا می تواند مقدار سختی را برای 14 نوع اکسید سخت و نیمه رسانا و مواد خالص و قطبی همظرفیت (کووالانس) پیدا کنند. همچنین این گروه توانستند ساختار اتمی ماده ی فوق ِ سخت ِ BC₂N را دریاند و سختی اش را حدس بزنند که البته همه ی نتیج با همان خطا که ذکر شد درستند. جولیان هاینس از دانشگاه علم و صنعت مونت پلیر (the Montpellier University of Science and Technology) در فرانسه (Julien Haines) ”بنظر می رسد یک روش مفید و قدرتمند برای پیش بینی سختی مواد پیدا کرده باشیم“