纵观历史，材料和材料科技的进步对人类产生了很大影响。现在，我们可能就处在材料科技即将开始下一次转变的时刻，可能会出现前所未有的产品、功能。
工业上要求材料重量更轻、韧性更高、厚度更薄、密度更高、而且柔性或刚性更高，并且需要具备耐热和耐磨性能。同时，研究人员在不断拓展着人们的想象空间，努力改进和增强现有材料，同时设计出全新材料，虽然距离日常使用还需数年时间，但已带领我们走上了全新的技术之路。
天空才是极限
基于现有的研究资料，应用材料科学领域必将朝着新的方向前进，几乎是科幻小说般的方向。资源短缺形势严峻，因此需要创新和非常规思维。在材料领域，具备上述低重量、高强度和高耐用性等出色属性的复合材料似乎占据着更大的市场份额，而且随着需求的扩大，多数此类材料将趋向于以可再生原材料为基础。在这个舞台上最有前途的明珠就是石墨烯。
石墨烯为单原子厚 (比人的头发细100万倍)，但强度比同等重量的钢高200倍，非常柔韧，特别轻，几乎透明，而且具有极佳的导热和导电性能。它是众多传奇产品所采用的材料。
事实上，中国天津南开大学研究人员最近发现，石墨烯海绵可以将光转成能量，这让人类离太阳光驱动的无燃料宇宙飞船又近了一步。
向着石墨烯革命前进
2004年，英格兰曼彻斯特大学教授Andre Geim和Kostya Novoselov在使用铅笔和胶带进行试验时意外地发现了石墨烯。2010年，Geim和Novoselov因为对石墨烯的研究而获得诺贝尔物理奖，而欧盟随后承诺提供10亿欧元资金资助石墨烯旗舰项目，这是一项旨在加快商业应用的研究。石墨烯的潜在应用领域很广，从水净化和能量存储到家居用品、电脑和其他电子产品。同时，尽管与石墨烯有关的专利成千上万地增加，但大规模工业应用石墨烯仍然受到生产成本的制约 – 但这种情况可能会发生改变。格拉斯哥大学研究人员已经找到一种方法，能够比以前便宜100倍地生产大片石墨烯。
能够向佩戴假肢的人提供感官反馈的合成皮肤，就是这项开发带来的众多可能性之一。“石墨烯可帮助实现超柔导电表面，从而为人们提供一种假肢，这种假肢能够为佩戴者带来超越目前最先进假肢的佩戴感受，”格拉斯哥大学研究团队主管Ravinder Dahiya博士介绍说。
金属的时代已经过去？
金属一直主导着工业发展，统治着整个人类的历史。因为长期使用金属，我们积累了丰富的专业知识，但科学家和研究人员还在继续努力，尝试拓宽这些材料的疆界。纳米材料提高了金属性能并开辟了新的应用领域，因而在这项研究中占有突出的地位。随着金属基复合材料 (部分由碳纳米管或纳米粒子组成的复合材料) 的发展，可能会凭借更高的强度和刚度引领航天工业在减重方面的新时代。
如有破损，让它自行修复
纳米复合材料研究开启了材料自我修复的可能性，这在很大程度上就像人体的自愈功能。美国伊利诺伊州大学贝克曼研究所自主材料系统小组的研究人员正在研究具有自愈能力的纤维复合材料，他们在材料中加入修复剂，能在探测到缺陷时进行释放、混合及聚合。
“自愈材料即将问世，”材料科学家Mark Miodownik说。现在，技术上可行并不等于能立刻投入实际应用。但能够在飞行过程中修复任何东西的可能性即将变为现实，从飞机机翼，到自行车框架，再到对于车辆和乘客安全至关重要的汽车部件。而且，这将对产品开发、使用寿命和可持续发展产生影响。研究人员甚至在研究一些允许道路进行自我修复的材料，这样就不会再出现道路维护人员人手不足、加班加点的现象了。
胜过天然
千百年来，材料科学通过偶然发现自然界中存在的物质而一步步地向前发展。现在，通过结合多种传统材料或材料部分并关注于内在结构，研究人员一直在寻找自然界之外的东西，创造不存在于自然界中的属性或者至少尚未发现的属性。
其中的一个产品是一套模仿鲨鱼皮的覆盖材料。这种名为Sharklet的微图形材料能够防止细菌藏匿和转移，并正在开发用于医院和卫生保健设施。
另一个材料开发的方向与隐身技术相关。几个国家的物理学家正在研究具有隐身功能的超材料，这种材料为物体盖上一层能够让光等电磁辐射绕过物体的材料，从而造成物体并不存在的错觉。
以可持续发展为主要驱动力
材料科学、新材料发展以及现有材料改进在资源稀缺与可持续发展方面具有至关重要的作用。新材料，例如吸光建材，能够应对全球变暖。
我们可能已处在新时代的边缘，新时代的特点不仅包括数字化和物联网，更包括新材料 – 让我们的未来更容易、更安全、更具可持续性的材料。天空才是真正的极限。
