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(huì)引起溫度的提高。而地表溫度的提高則會(huì)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(xiǎn)，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(jī)將會(huì)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(xiǎn)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(yuǎn)的時(shí)間里，也許會(huì)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(chǔ)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(dá)地球表面的陽光。不過，這些手段還處于理論階段，風(fēng)險(xiǎn)非常大。

先進(jìn)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(jìn)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(jià)值。

在納米尺度（少于100納米），普通的材料比如碳，將會(huì)呈現(xiàn)出獨(dú)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(qiáng)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(jī)械表面的低摩擦力鍍膜，作為高強(qiáng)度合成材料來建造汽車和飛機(jī)，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(huì)被用在從衣服，到建材，到車輛，到公路以及橋梁中，無處不在。