星际迷航
电影《星际迷航4：抢救未来》里面有个场景：总工程师斯考迪描述了一个更轻、更结实的、具有未来色彩的树脂玻璃的替代品——透明铝，这种物质被认为足够坚硬，可以被用来制作企业号太空船的观察孔。最酷的地方是，这种物质不只出现在科幻电影中， 透明铝实际上是存在的。它的性能绝对没有辜负斯考迪的大肆宣传，它仅是那些看上去像从科幻小说中拽出来的很多酷酷的新材料之一，从隐形斗篷到自我修复混凝土，未来已经到来。
气凝胶
①．气凝胶是世界上最轻的固体材料之一，大多数凝胶是液体，但它们表现得像固体，因为它们中间有群分子将液体联合并保持在一起。气凝胶是一种内部液体全被气体取代的凝胶，想象你在吃最喜欢的明胶甜点，一口吸掉所有水分，但它没有碎成一团，而是保持圆顶状的样子。
气凝胶
这基本上就是科学家制造气凝胶的原理：首先科学家从诸如硅或碳化合物中制造明胶，然后他们用极高的温度和压力来模糊液体和气体阶段的界线制造超临界流体。然后，这种似液体又似气体的物质可以从坚固的分子结构中漂移出来被空气所取代，这样你便得到有气孔的还保持原始形状的极轻材料。气凝胶是绝佳的绝缘体，因为其内部气体不太能导热，所以大多被应用在太空服和宇宙飞船的内层。再加上它们几乎透明，这也就意味着我们可在地球上使用气凝胶，做窗户隔离……还是等它们便宜些吧。
斯内普
②．如果你是一名哈利波特的粉丝，很大可能你会想拥有自己的隐形斗篷，但并非是魔法让东西隐形。研究人员需要用光来做实验，我们目前还没有大范围的隐形斗篷技术，但科学家们在努力试验各种方法。例如制造可延展的液体金属片，阻止雷达的无线电波，我们在向着目标前进。年，科学家制造了一种非常薄的金属仅为80纳米，可以隐藏相同大小的物体。
隐形斗篷
为了让我们看见一个物体，光必须要反射回来，任何光线扭曲都会显现其形状特征这种隐形斗篷使用极小砖形的黄金天线，来抵消自然光线扭曲。当这件斗篷裹在一个物体上，所有光线都被弹开，就像一个完全平坦的镜子，看不出斗篷和物体的存在。理论上，你可以调整黄金天线，让反射光看起来像任何物体或背景。这种技术目前只存在于微观水平，所以，科学家们在制作更大隐形物体前还需要找出放大这个想法的方法。例如隐形人，我们还不能完全让物体隐形。
荷叶
③．超级防水材料或超疏水材料听上去如何，比你日常的雨衣防水多了。科学家们在试图模仿自然中的防水表面，例如荷叶或某种蝴蝶翅膀，结果显示，显微镜下粗糙表面有更好的疏水性，因为它们可捕捉气囊。最小化水滴和物质表面的相互作用让科学家们可制造物质表层，例如包含氧化铝纳米粒子的材料，让物体表层粗糙且防水。
疏水性测试
另一种想法是使物体表面覆盖极小的脊或聚合物锥，尺寸仅有几十纳米，比一根人类头发的千分之一还小。这些材料很防水，以至于水滴实际是从表面弹开，甚至分裂为小颗粒。将这些材料应用于电子器材或医疗器械就能保护设施，不因水而损坏。这些材料可能有一天被用于阻止车上结冰，或防止船上水藻的形成。
砂轮金刚石
④．碳很奇妙，它是我们所知的组成所有生命的基础。我们以前讨论过以碳为基础的物质多么棒，例如石墨烯，但我们可以利用所掌握的有关碳的知识来制造比金刚石更坚硬的物质：聚合金刚石纳米棒或超级金刚石。更酷的是，这些是我们所知的最坚硬、密度最高，几乎无法压缩的材料。金刚石坚硬是因其分子结构，每个碳原子与相邻的原子形成四个共价键，从而形成极其坚硬的晶体结构。
石墨烯
在超级金刚石结构中同样适用，不同点是较普通金刚石更耐磨损。这种材料不是由单一结构构成而是由许多极小的连结在一起的金刚石晶体组成，可在实验室中对石墨进行高温高压得到。金刚石被广泛应用于工业作业中，例如研磨和抛光，因为金刚石非常坚硬，超级金刚石比普通金刚石更有用，因为更不易受温度和压力的影响，而普通金刚石则会因温度和压力而磨损。
高尔夫球杆头
⑤．当工程师发明玻璃合金的时候，也称为非晶金属，大多金属拥有一个晶体结构，原子排列于特定的重复的模式使之坚硬。但玻璃中的原子排列是随机的令其易碎，所以当金属原子随机排列时合金玻璃就产生了。就像融化的金属冷却地非常快，粒子来不及排列成晶体。这种材料有两个好处：熔化玻璃的延展性混合晶体金属的强度，高强度与低硬度的结合使其很有韧性。它比其他形式的金属能更好地储存并释放弹性能量，就是说不容易变形。现在，金属玻璃被用于让物体耐腐蚀或耐磨的涂层或制造例如高尔夫球杆头类的产品，最终这种材料将被用于容易工业化生产的强调强度和重量的物品，例如更轻更坚固的汽车零件，玻璃可不是唯一炙手可热的新型金属材料。
金属泡沫
⑥．金属泡沫由金属制成，例如，铝以及一整堆充气孔，这使这类材料超级轻并且保留了很多金属的原始属性。例如坚硬、防火、导电，金属泡沫还可通过其他途径得到，例如将气体注入到液态金属中或令已在复合金属混合物中的已溶解气体沉淀。有些拥有开气孔，就是说内部的气孔互相连接，制造有时被成为海绵金属的物质。在闭孔金属泡沫中，小气泡都是分开的，可以漂浮在水面，对建造更坚固更轻的船大有帮助，制造的太空船可以在水上降落。总之，金属泡沫对高科技震动和压力吸收帮助很大，内部气体让此物质极度压缩，可吸收很多机械能，而且依然保留金属的强度和耐用性。这就是说，它们还拥有许多潜力，例如建造各种汽车部件，更加轻便耐用。
氮氧化铝
⑦．有些金属，例如铝，有独一无二的新用途，在《星际迷航4》中被称为透明铝。还并不准确，我们的科学家正在制造的材料实际上是氮氧化铝，由铝、氧气和氮气组成，像一种制陶技术。这种材料从粉末开始加热直至熔化，随后冷却至相似于玻璃的晶体结构，它基本上是透明的，且硬度很高，几乎与蓝宝石一样坚硬。所以氮氧化铝被用于防弹玻璃、超耐用相机镜头等。制造它还很昂贵，希望我们能在开始建造星际飞船之前找到方法节省成本。
混凝土
⑧．混凝土！我确定你对它很熟悉，今天你就可能走在或坐在混凝土上。事实上混凝土现在就在你身边，但就如材料本身它看上去不是很舒服。透光混凝土的发明希望能改变现状，通过散布光纤在非常薄的混凝土薄层上，光线就可以从混凝土一面传播到另一面。这种透明混凝土保留了它大部分的硬度，依然可被使用于重型项目，例如建造楼房或公路。或者它还能被用于难见光区域，例如地铁隧道和通道，不幸的是我们还没有找到方法像传统混凝土那样将这种物质倾倒在现场，就是说还不能应用于实践。它大多被用于艺术设施或很小的区域，但随着更多探索，有趣的发光人行道可能变得寻常。
透明混凝土
⑨.如果我们可以延长已被倾倒的混凝土使用期限，那就是自我修复的混凝土，由荷兰科学家发明，本义是将工程学与微生物学结合起来嵌入细菌，就可以在混凝土中直接制造石灰岩。在正常四季变革中，混凝土萎缩、膨胀、最终裂开，水就可以渗透下去，导致更多损害。但是自我修复混凝土包含能进行生物降解的胶囊，充满细菌和食物来源，即乳酸钙。
混凝土裂开
细菌处于休止状态，直至水涌入溶解胶囊让细菌开始工作，细菌进食、繁殖、产生方解石或依靠乳酸钙形成石灰岩充满于裂缝处。这些细菌可存活长达年，前提是混凝土中有足够的营养品。现今，这种细菌只能修复很小的裂缝，但最终这项技术可修复较大的断裂，对于修复道路和建造更耐用的建筑意义重大，省去亲力亲为的时间。所以，科学家们在开发各种带有惊人属性和奇怪用途的新型材料，很快我们将不仅仅应用这些技术建造未来，有一天，斯考迪将被证明是对的。