對抗全球氣候變化

根據(jù)目前的數(shù)據(jù)，在2050年，地球表面的溫度將增加1.4至3攝氏度。就算我們采取了一些極端方式來減少溫室氣體的排放，氣候的慣性也會引起溫度的提高。而地表溫度的提高則會帶來一系列的惡果，比如海平面的提高給海岸城市所帶來的危險，農(nóng)作物產(chǎn)量的下降所引發(fā)的饑荒，干旱導(dǎo)致數(shù)百萬人缺乏飲用水，以及洪水所造成的數(shù)十億損失。

在未來的30年里，這些危機將會引導(dǎo)各方投資研究可以減緩氣候變化所帶來的影響的科技。在近期，這些科技將包括在地圖上標(biāo)出有洪水危險的系統(tǒng)，以及可以抵抗干旱的基因改造農(nóng)作物。在更長遠的時間里，也許會出現(xiàn)野心更大的科技，比如可以從大氣中提取二氧化碳和甲烷等溫室氣體，并在把它們安全的儲存在地下的科技。

但是，如果氣候變化的趨勢是增加3度這種最壞的情況，它給地球氣候所造成的巨大影響將難以減緩。在這種情況下，極端的地理工程手段很有可能是避免極度惡劣氣候的唯一方式?？茖W(xué)家們就曾提出在大氣層中散布硫或者氧化鋁來減少抵達地球表面的陽光。不過，這些手段還處于理論階段，風(fēng)險非常大。

先進材料

在過去的10年里，材料科學(xué)的突破給我們帶來了許多種先進的材料。從可以自我恢復(fù)和自我清理的智能材料，到可以恢復(fù)原本形狀的記憶金屬，到可以利用壓力發(fā)電的壓電陶瓷材料，到擁有驚人的結(jié)構(gòu)和電力性能的納米材料，這些都是材料科學(xué)家的成功。尤其是納米材料，它有著廣泛的應(yīng)用價值。

在納米尺度（少于100納米），普通的材料比如碳，將會呈現(xiàn)出獨特的性能。石墨烯，一種由碳原子構(gòu)成的只有一層原子厚度的二維晶體，強度是鋼的100倍，能夠高效的傳導(dǎo)熱和電，并且?guī)缀跬该鳌?/span>

納米材料有著無數(shù)種應(yīng)用，比如作為引擎或其他機械表面的低摩擦力鍍膜，作為高強度合成材料來建造汽車和飛機，輕便的防彈背心，以及高效的光伏材料。

在工業(yè)應(yīng)用之外，制藥企業(yè)也正在研究作為靶向分子的醫(yī)療納米粒子用于治療癌癥。在未來的30年里，納米材料以及新型材料，比如泡沫金屬以及陶瓷復(fù)合材料將會被用在從衣服，到建材，到車輛，到公路以及橋梁中，無處不在。