2025年先進且前沿研究火熱的材料，將會涵蓋了能源與環境材料、電子與信息材料、生物與仿生材料、先進結構材料以及低維材料等多個領域。這些材料包括但不限于可持續發展能源材料、量子材料、生物醫用材料、先進高溫結構材料、二維材料、超材料等，它們各性能和廣泛的應用前景，如為能源存儲與轉換提供高效解決方案、推動電子設備的微型化與高性能化、助力生物醫學的創新發展、滿足航空航天等裝備對高性能材料的需求以及拓展材料的物理邊界等，是當前材料科學研究的熱點和未來科技發展的關鍵支撐。

可持續發展能源材料：如太陽能電池材料，鈣鈦礦材料和有機材料聯用催生了有前景的新型太陽能電池，并逐漸向大規模商業化邁進。

熱電材料：能夠實現熱能與電能的直接轉換，具有無需運動部件、可靠性高、壽命長等優點，在能源回收利用和微納能源領域具有重要應用前景。

納米能源材料：包括納米結構的鋰離子電池電極材料、超級電容器電極材料等，可顯著提高能量存儲密度和充放電速率，為便攜式電子設備和電動汽車等提供更高效的能源解決方案。

生態環境材料：具有環境友好性、可降解性、資源循環利用等特點，如生物降解塑料、生態建筑材料等，有助于減少環境污染和資源浪費，推動可持續發展。

量子材料：如拓撲絕緣體、馬約拉納費米子材料等，具有量子態和物理性質，在量子計算、量子通信等領域具有重要應用潛力，有望實現超高速、超低能耗的信息處理。

光電材料：包括有機發光二極管（OLED）材料、量子點發光材料等，具有高發光效率、低功耗、柔性可彎曲等優點，廣泛應用于顯示、照明等領域，為下一代顯示技術的發展提供了有力支撐 。

磁性材料：如高性能永磁材料、軟磁復合材料等，廣泛應用于電機、變壓器、傳感器等領域，隨著新能源汽車、5G通信等產業的發展，對高性能磁性材料的需求不斷增加。

柔性電子材料：如柔性顯示屏、柔性傳感器、柔性電池等，具有可彎曲、可折疊、可拉伸等特性，能夠滿足可穿戴設備、電子皮膚等新興應用的需求，為電子設備的形態和功能創新提供了更多可能性。

生物醫用材料：如生物可降解支架材料、組織工程支架材料、藥物緩釋載體材料等，能夠與人體組織良好相容，促進組織再生和修復，提高疾病治療效果，在心血管疾病、骨科疾病、癌癥治療等領域具有廣泛應用。

防疫和抗菌材料：如具有廣譜抗菌性能的納米材料、光催化抗菌材料等，可用于制備抗菌口罩、防護服、醫療器械等，有效防止細菌、病毒的傳播和感染，為公共衛生安全提供保障。

先進生物質能材料：通過將生物質資源轉化為高附加值的能源材料，如生物柴油、生物乙醇、生物質炭等，實現生物質資源的高效利用和能源的可持續供應，減少對傳統化石能源的依賴。

先進高溫結構材料：如高溫合金、陶瓷基復合材料等，能夠在高溫環境下保持良好的力學性能和穩定性，廣泛應用于航空航天、能源動力等領域，是高性能發動機、燃氣輪機等關鍵部件的關鍵材料。

先進高熵合金材料：由五種或更多主要元素以接近等原子比組成的合金，具有優異的力學性能、耐腐蝕性能和耐磨性能等，可滿足航空航天、海洋工程等裝備對高性能材料的需求。

先進輕金屬材料：如高強度鋁合金、鎂合金、鈦合金等，具有密度低、比強度高、耐腐蝕等優點，在汽車、航空航天、軌道交通等領域的大規模應用，有助于實現交通工具的輕量化，降低能源消耗和環境污染。

二維材料：除了廣為人知的石墨烯，還有二硫化鉬、黑磷、硅烯、鍺烯等，這些材料的物理、化學和電子性質，如高載流子遷移率、優異的力學強度、良好的熱導率等，在電子器件、傳感器、能源存儲等領域展現出巨大的應用潛力。

微納米材料：包括各種微納尺度的結構和功能材料，如納米線、納米管、納米顆粒等，通過精確控制其尺寸、形狀和組成，可實現對材料性能的調控和優化，用于制備高性能的微納傳感器、微納執行器、微納能源器件等。

先進纖維材料：如高性能碳纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維等，具有高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕等優點，廣泛應用于航空航天、體育器材等領域，是制造先進復合材料的關鍵增強體。

超材料：是一類人造材料，通過在材料的亞波長結構上進行設計和調控，使其具有自然界常規材料所不具備的電磁、光學、力學等特性，如左手材料、“隱身斗篷”、透鏡等，已在光學、通信、國防等領域獲得應用，并不斷拓展新的應用領域。

液態金屬：物理化學性質，如低熔點、高導電性、良好的流動性和可變形性等，其應用基礎研究已發展成為當前備受國際廣泛關注的重大科技前沿和熱點，在能源、熱控、電子信息、先進制造、柔性智能機器人以及生物醫療健康等領域具有廣泛的應用前景