波音787的問世讓業內人士又驚又羨，同時引出一個問題：“他們是如何做到的?”美國白宮科技政策辦公室助理主任賽勒斯· 瓦迪亞呼吁采取開放協作模式，加快先進材料的研發和商用速度。

　　作者賽勒斯· 瓦迪亞(Cyrus Wadia)是美國白宮科技政策辦公室負責清潔能源與材料研發的助理主任。

　　波音787(夢幻客機)的問世讓業內人士又驚又羨，同時引出一個問題：“他們是如何做到的?”787 的燃油效率比此前的同類飛機提高了20%。它不僅擁有更為寬敞的客艙，而且，只需動一個按鈕就能讓機窗變暗。如果要把這些東西都解釋清楚可能會比較復雜，但是首要一點則很簡單：787 采用了先進的材料，機體和機翼都采用了碳纖維復合材料，能夠大幅提升燃油效率，而機窗則加入了導電變色的凝膠材料。

　　一種新材料在被發現以后，需要大約20 年或更多的時間才能被應用到商業產品上，大多數人并沒有意識到這一點。例如，鋰離子電池的概念是在20 世紀70 年代中期提出的，但一直到20 世紀90 年代末才開始得到廣泛應用。此外，超導體、太陽能光伏發電和固態照明等新技術的商用也都基本經歷了類似的時間段，而這對于許多國家亟待解決的問題來說顯然是太長了。

　　新材料在被發現之后，目前把它引入市場的最佳辦法就是按步驟進行一系列的重復實驗，每一個步驟都有不同的目的，比如性能優化或程序改進。工程師們必須能夠熟悉幾十種電力、化工和機械方面的性能。一些預測性的軟件模型可以對實驗進行補充，甚至在某些情況下可以取代那些比較費時間的實驗，不過類似的工具是比較匱乏的。更糟的是，專利制度和研究團體的分裂限制了知識、數據和工具的共享。這些現狀直接導致一些好的發明創造遭到雪藏，商用周期也被大大延長。

　　在波音787 夢幻客機的研制過程中，波音公司意識到材料的發展并不需要遵循線性規律。為此，公司將其跨國供應鏈整合到了一個獨立的虛擬設計平臺上，在日本進行的設計修改馬上就會呈現在美國的合作伙伴面前。在最終的方案敲定之前，一支全球性的設計團隊提供了數千種設計方案。這種網絡化的協作方式將徹底改變并大大加快這個過程。

　　首架波音787夢想飛機于2011年9月被交付給全日空。中國南方航空公司訂購了10架波音787，其中首架噴漆工作預計在2012年8月完成。 圖片來源：波音公司

　　去年，奧巴馬總統啟動了一項名為“ 材料基因組計劃(Materials GenomeInitiative)”的宏偉計劃，旨在幫助美國的材料界采用類似于波音的做法，然而，雖然聯邦政府鼓勵這種改進，但想把這種愿景融入到工作之中仍取決于科學家自身。

　　過去二十年中，納米技術的不斷發展讓我們得以合成并制作出納米級的新材料。在納米層級上，材料的性能表現都是可以控制的。如今我們還需要建立配套的國家級的計算、實驗和數據分析設施，為新材料的研究提供支持，同時結合更為開放的協作模式，來加快新材料的研發和商用速度。