Základní výzkum Antonína Šimůnka trval téměř sedm let. Jediným pomocníkem mu přitom byl počítač. Šimůnek postupně řešil, jak se chovají elektrony v kamenech a umělých látkách. Zkoumal a zkoušel, jak se tvrdost materiálu mění, když změní jeho atomární složení nebo když do něj bude rýt z různých stran. Samotné přesné měření tvrdosti je velmi obtížné a vlastní výpočet tvrdosti materiálů ještě nikdo nikdy nedokázal. Šimůnek navrhl postup, jak ji spočíst na základě atomárního složení látky. Je to možné díky pozorování souvislosti chování elektronů v pevné látce s tvrdostí. Objevil jakýsi postup, podle kterého se dá předem spočítat, zda určitý materiál bude hodně tvrdý nebo ne. Jeho objev ale zdaleka nezůstává jen v rovině vědecké teorie. Díky tomu, že už lidstvo dokáže pochopit, proč jsou některé materiály tvrdé a jiné měkčí, bude také možné v budoucnu vyvinout nejtvrdší látku na světě. Mohlo by jít o látku tak tvrdou, že by dokázala hravě poškrábat například i diamant, doposud nejtvrdší známý nerost. A pokud by se tahle supertvrdá látka dostala do průmyslu, budou se díky ní dát zdokonalit a ještě ztvrdit nástroje, které běžně používáme při práci - třeba pily nebo brusky. K broušení drahokamů se zatím používá diamant, ale ten je drahý a chemicky se opotřebovává. Kdyby někdo přišel se syntetickým brusným materiálem, bylo by to ihned v praxi použitelné.
O tom, že je Šimůnkův objev na poli vědy světově významným, svědčí i fakt, že o něm píše časopis Nature, prestižní britský magazín o přírodních vědách. Jeho úspěch je o to cennější, že ke svému objevu přišel úplně sám, bez spolupráce vědeckých týmů ze zahraničí, jako to v české vědě bývá běžné. "Teoretikové se domnívali, že tvrdost materiálů způsobuje silná vertikální vazba mezi krystaly. Ale Antonín Šimůnek z Akademie věd v České republice zjistil, že jde o vazby mezi povrchy atomů," uvádí Nature.