发展国防力量是强国之本。一个国家是否拥有现代化的武器和装备，是克敌制胜的法宝。例如，现代化的战略战术武器和先进的兵器；高度可靠的现代化指挥通信工具和情报侦察手段；适应于现代化战争的后勤和工程支援。而这一切都与材料有着不解之缘。单就武器来说，不论是常规武器，如弹药和坦克、军用飞机，还是现代化武器，如原子弹、氢弹、中子弹、核潜艇等，哪一样都离不开材料，尤其是性能优异的新型材料。
第一次世界大战期间，法国索玛河畔同样未幸免，炮火连天，由于猛烈的攻击，英德双方的士兵都隐蔽在战壕里，谁也不敢“越雷池一步”。突然，从英军阵地发出一阵阵的怪声。接着，许多像大铁盒似的庞然大物向德军阵地直冲过来。这些大家伙没有轮子却能跑，炮弹不断从它的两侧飞出来。德军慌忙向它射击，可是子弹一碰上去就被反弹回来。这种能攻能防又能跑的怪物就是坦克。它一出现就在战场上显示出巨大的威力。
不幸的是，没多久所向披靡的英军坦克，出乎意料地被德军击溃了：一种特殊炮弹击穿了英军的坦克。英国分析了这种特殊的炮弹，发现弹头里面含有钨这种元素。钨和钢中的碳结合，生成很硬的碳化钨，用这种合金制成的炮弹穿透力很强，所以英军的坦克轻易就被摧毁了。然而，“道高一尺，魔高一丈”。后来又有人在制造坦克装甲的钢中加进了钨、钼、钒等元素，它的硬度超过了钨钢炮弹，这种合金的防弹能力很强。现在的坦克装甲厚度达150～240毫米，采用铬锰硅钢或铬镍钼钢，经过热处理制成，可以经得住直径120毫米的炮弹轰击。但是增加装甲的厚度，坦克的重量也会增加。为了提高防弹能力和减轻重量，又出现了金属和非金属复合结构的装甲。
但是，任何武器和装备都不是无敌的，坦克亦如此，针对坦克装甲材料和结构的改进，又相继出现了许多反坦克武器，如反坦克手榴弹、反坦克火箭筒、反坦克炮、反坦克地雷等等。为了对付各种反坦克武器，坦克还在改进。例如，英国研制出的“乔巴姆”，据说可以抵御各种反坦克武器的攻击。“乔巴姆”的装甲由两层特殊钢板制成，中间装有玻璃纤维、超硬陶瓷和树脂。
在这一场坦克和反坦克的较量中，我们不难看出，材料在其中起到了至关重要的作用。因此，要实现国防现代化，赢得战争的主动权，研究克敌制胜的现代武器的新型材料是当务之急。
节能技术的突破
目前，各工业大国在开发新能源的同时，也已将节能技术列为了一个重要课题。早在1976年，日本就制订了“月光”计划。这一计划的核心是回收利用废热：从30℃～60℃的低温废水，直至700℃以上的加热炉煤气和1000℃的焦炭都规定了不同的余热回收方式。对400℃以下的废热以热管回收为主，更高温度的废热则利用热交换器回收。
充分发挥现有设备的潜力，尽可能达到极限效率也是节能的一种重要手段。“月光”计划中把一台高温燃气涡轮和一台汽轮机串联作为试验方案，这时燃气温度高达1500℃，普通涡轮叶片使用的镍钴基超级高温合金已无能为力了，必须采用氮化硅、碳化硅、塞龙（Si—Al—O—N化合物等）等精铸陶瓷才能满足要求。
改革传统设备、采用效率更高的新型发电设备和储能技术，也是节能中值得考虑的问题。
磁流体发电经过近20年的基础研究，已接近实用阶段。磁流体发电机是在约2500℃高温时，使等离子气体高速通过与其成直角方向的强磁场，不经过机械能，直接把热能变为电能而发电，这种发电方式不用旋转的机件，因此比蒸汽机热效率提高50％以上。
磁流体发电的最大问题是使用了高温氧化气体，同时为了改善导电性还加入了钾离子，必须是在恶劣环境中不起反应的材料才能胜任。目前，只能采用折中的方法，稍稍降低电极的表面温度，并在气体通道内铺覆耐火材料。所用电极材料只有陶瓷，如碳化硅、锆酸镧或铬酸镧等，所用绝热材料在温度较低部位为氧化铍和氧化铝，在高温部位为氧化镁。但是，这些材料还不够理想，有待于进一步改进。研究工作较早的前苏联，于1990年建成百万千瓦级的磁流体发电站。
飞轮的储能方式早已应用在发动机和压力机上，无论是电能还是动能都可通过飞轮的旋转储蓄起来。在20世纪70年代一些国家就发展了大型飞轮储能系统，把夜间剩余的电力储入飞轮，以备白天高峰用电时使用。此外在电车和汽车上也可用飞轮把刹车能储蓄起来，以便在加速时使用，这些方面的研究工作正在进行。
飞轮的特点是旋转时必然产生动力损失，设计高性能飞轮应在选材和制造技术上考虑解决。使用碳纤维和聚芳酰胺纤维复合材料制造的飞轮转子，比使用金属制造的重量轻而强度高，因此提高了单位重量的储能。一种试验的复合材料飞轮，轮缘用的是碳纤维—环氧复合材料，而轮辐用的是聚芳酰胺—环氧复合材料。一个大规模的飞轮储能系统，占地面积半英亩（2000平方米），共有36个直径为21米的竖井，竖井分为8层，每层放置5个飞轮，总计使用飞轮1440个，共储能1600千瓦时。
目前复合材料强度高，但成形困难，价格较贵，因此在大规模使用上受到限制。从以上介绍可以看出：在未来的能源工程中陶瓷材料和复合材料会被首先考虑。
科学实验的先锋
科学实验是在生产斗争的基础上发展起来的一项独立的社会实践活动，它是科学研究工作的主要组成部分。自从自然科学运用了实验方法以后，人们除了通过生产实践和从对自然界的直接观察中来认识自然规律外，还可以凭借各种实验手段和仪器设备，更深刻地揭示自然界的本质，推动科学技术的发展。如果没有先进的科学仪器和设备，即使再有本领的科学家也只能束手无策，而每一种仪器设备都是由各种材料、特别是新型材料制成的。例如，电子显微镜、射电望远镜、高能加速器、电子计算机，这些标志着现代科学技术水平的仪器，都是由金属、非金属、晶体、电磁、热敏、光电、激光、红外、合成以及复合材料制成的。科学工作者有了用这些材料制成的仪器和设备，就如同作家使用笔和纸一样，可以“胸藏万卷凭吞吐，笔者千钧任施张”了。
另一方面，材料在科学研究工作中的地位也是首当其冲的。例如，自从1990年发现第一个激光工作介质以来，已经发现和研制了一百多种能产生激光的晶体材料，为激光科研提供了必要的物质前提。从科学和技术的关系来看，材料往往是科学理论过渡到技术应用的成败关键，它直接影响着很多重大科技领域的进展。例如，20世纪60年代前后，美国曾为发展核能飞机集中了大量人力和财力进行研究。经过了几年努力，终因材料问题无法解决而使这项工作告吹。这也表明，没有适用的材料，科学家将无所作为。
科学理论早已过关，但因缺少材料不能在技术上推广应用的也不乏其例。这可以通过低温超导体的科研情况说明。
1911年，荷兰物理学家翁纳斯在研究水银的低温性能时，发现了一个奇迹。当温度下降到-269℃，水银的电阻突然消失了，这种现象就叫超导现象，具有超导性质的材料就叫超导体。电气工程师们一直幻想着，有一天获得没有电阻的导线，超导现象的发现，终于为他们打开了希望之门。
然而，几十年过去了，由于没有找到高转变温度、高临界磁场和高电流密度的超导材料，使这一科研项目一直停留在实验阶段，得不到推广应用。自从20世纪60年代初，研制出合格的铌锡合金超导材料以后，才使得超导输电、超导磁场得以实现，“超导”才在技术上崭露头角。现在，已经发现有近30种金属、上千种合金和化合物具有超导性。“超导”已经发展成为一项专门技术，在电机、输配电、交通运输、核物理、空间、电子等科技领域，展现出诱人的前景。例如，利用超导电缆输送电力，在几乎没有损耗的情况下，把电流输送到千里之外；用超导体制成磁场强度为15～20高斯的电磁体，只有几十公斤重，若用铜导体制成这样的电磁体，重量有好几吨；超导体还可制成时速为500公里的超导磁悬浮列车，按这个速度计算，从北京到上海只需3个多小时。
