材料科学与工艺领域的核心问题：当前材料科学与工艺面临着多方面的问题，包括能量效率、成本控制、环境影响和可持续发展等。随着全球对绿色技术和环保产品日益增长的需求，材料科学家和工程师需要不断创新，以解决这些挑战。
新型合成方法：传统的合成方法往往限制了新材料的性能。因此，研究人员正在开发新的合成方法，如纳米技术、生物质转化等，这些方法能够创造出具有独特性能的新型材料。
低碳能源应用：随着对气候变化风险认识加深，低碳能源在未来将成为推动经济增长和社会进步的重要力量。例如，太阳能电池板和风力发电机等设备，其生产过程中所使用到的高效金属薄膜和复合材料，将是关键创新领域。
智能制造系统：智能制造系统（Smart Manufacturing）是指通过信息技术实现实时数据采集、分析以及决策支持，从而提高生产效率并降低成本。这不仅要求更先进的机器人技术，还需要特殊设计的人工智能算法来优化整个生产流程。
可持续性原则指导设计：未来的物质创造将更加注重资源循环利用和废弃物再利用。这意味着从设计初期就要考虑到终端产品如何回收或分解，以及如何减少生命周期中的环境负担，比如采用生物降解性塑料或可回收电子元件等。
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