展望新材料，为了得到常用商品的更好品种，为了更有效地利用能源并减少对环境的损害，它们的生产和消费方式都令人感到鼓舞，与以往一样密集的研发活动都围绕所有这些目标。一些对最重要的技术进展的详细说明和对能源及新材料的环保承诺，包括人工光合作用的承诺，可在Gin－ley和Cahen的研究中发现。一个特别的成功实践的引进将使得新材料的大规模能源存储能力变得更强。
   在这里，我会关注短短几年里取得的显著成就，并列出几个最好的创新，其可能会在未来10~30年内开发出许多重要的实际应用，它们的范围从纳米材料到被赋予新的巨大潜力的传统材料。纳米材料，工程结构为100纳米或至少小一个维度，已经用作催化剂、半导体、化妆品和药物的载体，并且这些产品在未来的几大行业中有许多应用，在日常生活中的使用也日益扩大。石墨烯可生产二维的碳纤维织物，使联合收割机拥有极高的机械强度，它具有特别高的电子迁移率和热导率。其拉伸强度为100TPa，是钢的5个数量级甚至更大，其刚性几乎与金刚石相同，其电子迁移率超过硅的2个数量级，并且它的热电导率幅度在排序上大于银。
   生产这种材料是非常具有挑战性的，但它的未来应用将从涂层和透明导电层，到高频晶体管和传感器。在2013年，碳纳米管的年生产能力达到数千吨；它们已经进入不同的产品，作为可充电电池、汽车部件、水过滤器、大面积涂层、超级电容器和电磁屏蔽。它们的未来用途应包括作为开关应用于区区9纳米分子尺寸的新的晶体管。
   与往常一样，新的解决方案也将带来新的问题。对于纳米级的材料有潜在毒性的顾虑，因为它们可以与活的分子进行不良的相互作用，或直接产生毒性。提炼锂是为了使数以亿计的新电池可为未来的电动汽车提供能源，但废弃电池将产生一个新的环境问题。生产生物聚合物的工厂将需要相当数量的植物原料，这些植物的种植将不得不与提供食品和饲料的作物种植形成竞争，其耕种将产生许多不受欢迎的环境影响，因为受到公认的是它们与其他农作物集约耕作的方式不同。
   但我们也可以充满信心地说这些进展将不会带来后果——它们组合效应将导致任何全球性的主要材料的绝对消失。我没有看到设想中的由于全球需求下降导致任何重大的单一材料预测值降低的场景，甚至会变成在2010～2050年会有相当大的增加。
   各国的前景将是多段不同的经历。中国在1990年后非凡的扩张使一些关键的材料生产不能持续两代，2050年的钢铁和水泥生产的期望水平也将大大低于2010年，但塑料、纸张和化肥可能会上涨。因此2050年中国的材料流量很难预测，但其他处于现代化进程中的经济体不会有绝对的材料减量化。最快的增长将发生在结合了仍然相当低的人均财富与相对较高的人口增长率的国家，印度、巴基斯坦、尼日利亚、埃塞俄比亚是这个广阔类别中的最好例子。
   发达国家的衰退和人口迅速老龄化应该能够使它们的材料总消费上升的趋势得以趋缓，可以看到一些实质性下降的例子。日本和欧盟许多国家都是这一类的，而且它们的建筑材料和化肥的需求将尤其受到影响。与此相反，在美国，容纳人口持续增长的必要性，而且其日益恶化的基础设施最终确定其趋势没有指向在2050年之前对材料的需求有任何下降。
   这些较大材料流的绝对投入和污染物的吞吐量产生了环境响应。当然，没有材料相对减量化的世界和国家的大气排放、水体污染、土地退化、不恰当的废弃物处置和有毒的负荷情况会更差，但材料相对减量化、持续缓和人口增长、改善环境保护的综合效应只要减慢了总体降解率的增长，在一些特定的情况下，停止任何进一步的增长甚至带来一些显著的下降，就应当被看作一个很大的成功。
   在过去的一代，既富裕又现代化的国家普遍坚持用单位货物或GDP的能源消费下降来定义材料减量化，并没有不可逾越的理由来解释为什么其步伐在未来几十年应当至少是维持，甚至应当加速。但是，正如已经强调的，这种材料相对减量化的实现不会带来全球材料总消费量的任何显著下降，而正好相反的情况将会在许多关键燃料、原料和制造产品的范围内变为现实。而且对电子设备的进一步发展将有助于材料需求的增长，而不能够转变未来的材料大潮。
   比较链可以进一步延长，因为飞机、手表、数码相机、液晶电视销售的高涨一直伴随着汽车和奢华产品创纪录的销量，其中一些产品表现为能源最为集中的选材的化身。因此，即使没有购买过闹钟、名片夹、录音机或数码相机，只因为智能电话的多功能性，就以这种需求降低来表示材料的节约会大大抹杀同类产品拥有量扩大的要求，这些资源从铝和玻璃到电线和微处理器。
   还有其他对于未来材料减量化的惊人主张的例子，可以对比于进一步扩大材料消耗的努力。高通的 “Tri－corderXPrize”将对一种便携式设备奖励1000万美元，该设备 “能够捕捉重要的健康指标并诊断一整套15种疾病”，这对常规的医生办公室的约见进行了第一次材料减量化。但在同一时间，Matternet——材料产品的互联网，是 “创建无人机网络下交通运输的一个范例”。无人机航队被设想在世界上缺乏全天候道路条件的部分地区运输货物，这一发展对推动材料消耗的增长有明显巨大的潜力。什么是这两项相互抵消的发展的净材料结果？