科学正在开创一个新材料的时代，科学家为我们描绘了许多种理想中的材料：如 99.9％硬质泡沫；坚硬透明的钻石防护表层；以及具有“智能”的材料，即把人造触觉和人造肌肉联接起来，使物体能改变自身的形状和硬度来适应环境的变化，等等。
到现在为止，这些新材料还不能够在工业上投入生产，但随着工艺的提高和制造费用的降低，这些新材料毫无疑问将进入人们的日常生活中。比如，表面具有钻石防护层的手表；可以纠正牙齿位置的“智能”牙支架。将来还有许多事物中都会用到它们，从几乎无摩擦的球珠轴承到与外界超隔音的房屋，到可以随空气压力和飞行速度来改变形状以达到更高速度的飞机机翼等。
美国电气公司已制造出非常纯净的金刚石，这种金刚石的导热的效率是自然出产的金刚石的50倍——这是迄今最好的导热体，把它用在集成电路板上可以吸收大量的热，使一个硅晶片可容纳更多的电路而不会因过热遭到破坏。
更先进和便宜的方法是几乎用稀薄的气体来生产金刚石，这就使科学家们在将来能用金刚石制造整个计算机，新的生产钻石的方法是，利用甲烷气体中的碳原子重新组合制得可用于许多物质如纸、金属及塑料上的钻石薄层。世界上还有许多实验机构在寻找生产低制造费用的钻石的方法，以后，我们可以使用无划痕的眼镜和镜子，最锋利的剃刀和具有低摩擦表面的煎锅或滚珠轴承。美国国家研究署在一份报告中称钻石薄膜的功用“可以与高温超导体相媲美”。
美国加里福尼亚劳伦斯·利弗莫实验室已制造出一种玻璃，称为“气胶”，它只有空气密度的四倍，却可以支持等于自身重量几百倍的物体。这些利弗莫实验室所制造迄今最轻的气胶使人们对其在地球和太空的应用产生了极大的兴趣。它的隔热能力是纤维玻璃的三倍，所以可以将这种半透明的物质用做冬天保暖的双层玻璃间的填充剂。美国航空航天局想利用这种气胶在航天飞机上捕捉微陨星并安全地送回地面以供研究。另外，研究人员还试图调节类似气胶的孔隙的大小，可以像用“筛子”似的从多种化学成份的混合物中过滤出有用的成份。
研究人员找到了合成肌肉和灵敏动作的方法，同时还找到了合成智能的方法。美国的许多实验室都在从事一项研究，使具有“智能”的材料可以适应于不同的使用条件或外部环境，并作出相应的反应。比如宾州大学材料研究实验室正在试验能对外部压力产生反应并发生弯曲的陶瓷。他们在陶瓷中加入一些称作压电材料的物质，压电材料当被弯曲时能产生电，而当通入一定电流时，它会弯曲，宾州大学的研究人员用这种材料做为“感觉器官”和“肌肉”。已经产生出一种陶瓷硅，尽管它是硬质的固体，但当对其施加压力时，它的性质却像橡胶一样。这种根据外界压力而相应调节材料弹性的能力在潜艇的设计中将大有用处。如果将各种智能材料适当地联接，潜艇的船体就可以随发动机的振动强度的不同而具有不同的弹性，从而可以使潜艇在深水下的高压中即可保持坚固又可以减小噪音，更加安静地运行。还有一些研究人员在试验通入电流会变得凝滞的液体和“记忆”金属，这种金属受热时从一种形状变化为另一种形状。
自人类有史以来，新材料的发现和发展对人类社会产生了划时代的影响。人类已经经历了两次产业革命的发展过程，这两次产业革命都与人为控制的新材料的研制及其应用密切相关。
第一次产业革命从18 世纪中期至后半期产生，以当时世界贸易中占垄断地位、资本形成最快的英国为舞台。1785 年杰姆斯·瓦特蒸汽机的诞生，标志着第一次产业革命的到来。以金属作为耐热材料和钢铁冶炼行业的兴起，使蒸汽机进入了发展的时代。交通运输业的发达激发了贸易交流，其中对染料贸易需求的矛盾促使合成染料的发明，并在煤炭化学和电化学这样的工业基础上形成了有机化学工业时代。1927 年由斯陶丁格博士创立的高分子学说直到今天仍然是构成高分子化学和石油化学的理论基础。
第二次产业革命是以美国为舞台。金属的发展产生了内燃机。1910年，随着福特汽车大规模的生产方式出现，向汽车进入家庭的大规模消费迈出了第一步。汽车产业的发展和铝合金的发明，为飞机的生产提供了基础。各种耐热材料的发明，使宇宙的开发成为可能。
在电和电磁的领域中，由于采用了镍和钨的电子管材料，促进了电子学的发展，在这个基础上发展到应用锗和硅的三极管时代。随着感光性树脂等微细加工技术的发展，导致集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路等技术的发明和发展，并出现了今天的电子文明时代。
在能源领域中，原子能发电为人类提供了廉价、丰富的能源，而铀的浓缩和核能的控制中，材料科学和技术对核技术产生的成功起着重要的作用。
因此，面临着产业时代，这些新材料的发明及其应用，对经济发展起着重要的作用。可以说，新材料是产业革命的关键。
当今世界正处于第三次产业革命的发展过程中。第三次产业革命领域有三个显著的特征。一是高度信息化社会及其基础设施；二是新能源或资源，尤其热核聚变新能源的开发；三是宇宙利用和空间基地等；此外，以利用海底资源、海底油田等的开发为主，也将带来很大希望。在这场广泛而深刻的新技术革命中，新材料起着举足轻重的作用。
人们普遍认为，今后20年左右将是世界高新技术发展的重大转折时期。
21 世纪，人类将从工业时代进入信息时代。在信息传递、存贮和处理上，和现在的电子技术相比，利用光学技术无论从速度和容量上都优越得多。当前，光纤通信、光存贮、音响和视像光盘的迅速崛起，这标志着纯电子技术向光电混合技术的过渡已经开始。日、美等国已宣称在3-5 年内要实现“光纤到户”。因而与光学技术相联系的材料，如低损耗的石英光纤和新一代氟化物光纤，小型固态激光器的关键材料，非线性光学晶体，各种半导体和有机光电子材料，光盘材料，光学薄膜和器件，光波导和光集成技术等必将更加受到重视。
宇宙空间运输技术的进步，把人类的活动环境扩大到地面500公里的低轨道，今后还要把距地面3.6 万公里的静止轨道甚至要把月球、行星收进活动领域。宇宙开发的成功是由于耐热材料作出的重大贡献。宇宙飞船从地面发射，再从宇宙空间通过大气层返回地面，其外壁受到宇宙空间-170°F 的低温，再猛升到2300°F 高温的热变化。其内壁的铝合金设计必须要耐宇宙空间-170°F 的低温，并要经受得住返回大气层时在2000秒内的热脉冲，同时瓷砖的表面温度不得超过350°F。
宇宙开发中的这种材料科学的课题是如何利用金属系高比刚性（比强度）结构材料，大型一体化复合材料，超耐热结构材料，超低温结构材料、轻质而耐久性优良的防热材料、耐宇宙环境材料的开发与评价以及利用宇宙环境（微重力、真空）来创造新型材料。此外，值得一提的是碳纤维增强碳基复合材料，它是由碳纤维浸渍沥青后再经碳化而成，是航天技术中高温部位的关键材料，又是优良的低密度烧蚀或防热材料。
莱特兄弟时代飞机的机体是木材、金属丝和布。20世纪30年代-40年代出现了全金属制的近代飞机，主要依靠半硬壳式结构结合的高强度铝合金。铝合金至今已做了各种改进，正式成为机体的主流材料。
由于喷气式发动机正式转向实用，飞机的性能得到飞速的提高。为了适应随此而来的机体表面空气动力加热和发动机室等的高温化而采用了钛合金。在20世纪60年代由于出现了比强度和比钢性优良的碳纤维复合材料，机体材料也发生了很大的变化。
目前带翼的航天器和飞机，机体表面温度高达一千几百度，因此仅靠历来使用的金属材料并不能承受如此高温，而所需要的各种各样高性能的结构材料，其中影响最大、最重要的涉及两类：第一类是广泛用于结构件、隔热件和内装修的高比强结构材料，如工程塑料及其合金，高比强金属合金（铝、镁、钛等）以及各种高性能复合材料（树脂基、金属基、陶瓷基等）；第二类是高温结构材料，主要包括用陶瓷纤维、晶体或颗粒增强的高温金属合金、高温工程结构陶瓷。用陶瓷做发动机，工作温度高，重量轻，可大大提高效率，节约能源，是各国竞相研究的热点。这些带头领域中高性能结构材料的突破，将使其它领域产生重大影响。是期望于碳——碳复合材料、陶瓷复合材料、金属间化合物等等高耐热、高比强度材料。
海洋占地球表面的70％，同海面上的陆地相比是10倍的容积，同大气层相比拥有1100倍的热容量，还储存着很多的资源。这不仅起到保护地球环境的巨大作用，而且也是留给人类的宝贵的新开拓地。
海洋开发，就是充分留心、保护环境并利用和开发海洋所具有的优势，开发储存着的各种海底矿物资源、海水溶存资源、未利用的能源、生物和空间。对海底石油、天然气的开发在不久的将来要达到水深800米的海域，锰结核、富钴渣壳和热水矿物资源一般存在于1000米深处。为了进行温度差发电和养殖生物则需要来自800米以下深水域的低温而富于营养的深层水。
海洋开发目前所使用的材料主要是钢铁材料和混凝土。科学家正在研究如何利用结构材料和功能材料，前者是高强度、高比强度和提高了耐蚀性、焊接（接合）性、可加工性等特性的材料；后者是具备了有关控制压力、温度、湿度、气体等环境和水供给——处理等特性材料。
世界范围内的能源危机，迫使人们对与能源和节能技术有关的新材料的开发更加重视。在太阳能利用方面，要发展可与常规能源竞争的太阳能电池（如非晶硅薄膜太阳能电池）。大容量、高比能的可充电电池，在储能、蓄电技术中占有十分重要的地位。目前研究开发比较活跃的有氢镍电池、锂电池、钠硫电池等。在节能方面，有可减少涡流损耗70％的非晶态软磁材料。
各种贮氢材料在干净能源——氢的利用方面有很大的作用。
核聚变能为我们提供清洁、廉价、丰富的能源，将成为21 世纪电力的主要供应者。有关核聚变反应堆的材料将是今后研究的重要课题。
开发超导材料和磁性材料也是必不可少的。超导磁性材料，除核聚变外，还考虑应用于MHD 发电和磁轨列车等。目前，超导技术中只有低温（液氦温区）超导材料已进入实用阶段，高温（液氮温区）超导材料离实用尚有距离。
但是超导技术的突破将对节能产生重大影响，而且将会引起工业生产各领域的革命性变化。
上面，我们向读者朋友讲述了许多关于材料的故事，介绍了材料的过去、现在，以及将来可能的发展趋势。其实，我们每天都在和材料打交道，我们身上穿的衣服、手上拿的文具和用具，住的房屋，都是由材料制造成的。随着时代的发展，科学技术的进步，材料科学和工程也在发展和进步，也影响到我们周围的一切，现代化的进程需要每一个社会成员都具有科学素质，而且，如果我们对科学技术知之甚少，在日新月异的技术进步面前就会显得茫然，给生活和工作带来不便。
材料是构成各种设备和设施的物质。因此，任何一种创造发明都离不开材料，任何一项制造也离不开材料。爱迪生发明电灯时，为了制造灯丝，竟使用了一千六百多种材料做试验！贝尔在上世纪就发明了光通信，但光通信真正推广应用，是在20世纪20世纪70年代制造出传输损耗在20分贝/公里的光导纤维之后。可见，即使有了创造性的思想，如果没有适合的材料就不能付诸实施，或者造不出有实用价值的新发明。同样地，一种新材料的出现也会给人们的创造性思维提供广阔的空间，从而造出许多精巧绝伦的新仪器、新设备。
例如压电材料的发现，给人们带来了声纳、超声波探伤仪、超声诊断仪（B超）等许多仪器，带来了巨大的社会效益和经济效益。新型复合材料的诞生，给航天航空工业带来了巨大的技术进步。同样，我们也可以想象，一旦实现室温超导，世界将出现多少新奇的东西，当前，新的材料层出不穷，为新的发明创造提供了广阔的余地和机会，世界性的竞争也向我们提出了更为严峻的挑战。
现代科学和技术的发展，使学科分得越来越细、越来越窄。早期的科学家大都是通才，牛顿精通哲学、数学、物理、化学；法拉第是物理、化学界的泰斗。今天的许多专家，甚至很难通晓他那个学科的所有领域。这种过细的分工，是科学技术高速发展、知识大量积累造成的。它没有反映事物的内在联系，因而也会限制人们的思维。就材料而言，多年来已经分化成许多专业，如冶金学、陶瓷学、高分子化学、复合材料等。其实，就成份研究和制备方法而言，它们的本质都是化学。此外，用X 射线，电子显微镜等物理手段来研究材料的结构，也分成了金属物理，陶瓷结构，高分子物理等专业，其实这些学科的方法和工具都基本相同，只是研究对象不同。布拉格父子用X 射线衍射方法研究物质结构时，并没有去区分专业。古人云，天下事久分必合，久合必分，事物发展规律是螺旋型上升的，如果用统一的观点去看材料，分析各种材料的性能和结构的关系，可能会创造出更优异的材料来。这是作者的一孔之见，也是寄托予未来者的期望。
