在新材料領域，美國科學家發揮自己的奇思妙想，獲得了多項突破。2004年“新材料之王”石墨烯問世，人們自此開始不斷地去嘗試設計新型二維材料，硼烯被認為比石墨烯更強、更輕、更柔韌，或將成為繼石墨烯之后又一種“神奇納米材料”。

圖為雙層硼烯的原子結構。圖中所有原子都是硼，粉紅色的硼原子參與了層與層之間的鍵合。圖片來源：美國西北大學

阿貢國家實驗室等機構研制出了由硼和氫原子構成的氫化硼烯，這種二維材料僅兩個原子厚，且比鋼更堅固，有望在納電子學和量子信息技術領域大顯身手。西北大學的工程師首次創造出一種雙層原子厚度的硼烯，有望給太陽能電池和量子計算等帶來革命性變化。

加州大學伯克利分校科學家首次研制出一種單原子厚且能在室溫下工作的超薄磁體，有望應用于下一代存儲器、計算機、自旋電子學以及量子物理等領域。

此外，卡內基大學科學家開發了一種新方法，合成出了一種擁有六邊形結構的新型晶型硅，有可能被用于制造新一代電子和能源器件，新設備的性能將超過現有普通立方形結構硅制成設備的性能。普林斯頓大學研究人員研制出了世界上迄今最純凈的砷化鎵，每100億個原子僅含有一個雜質，為進一步探索量子現象鋪平了道路。