微电子革命在摩尔定律下不断扩大电脑运算能力，今天高阶智能手机的运算能力已经等同于 1990 年的超级电脑，且运算能力还不断在进步，但背后一个问题是，当强大的电脑愈来愈普遍，相对消耗的电力就会非常可观，如果摩尔定律持续发展，电子设备将在几十年内消耗地球上超过一半的能源预算。
要如何做到永续？麻省理工科技评论（MIT Technology Review）访问苏黎世联邦理工学院材料科学家 Nicola Spaldin 指出，材料科学家可以拯救地球，若找到解决方案，就可以从基础上突破现状，改变资讯科技的样貌以及我们使用的方式。
材料科学决定人类文明走向，如复合材料像是纤维和树脂的发现，让人们能将刀片附着在刀片上，以产生刀具和轴。冶炼技术的发现发展出青铜和铁器时代，造成农业发生根本性变化，最后形成城市与国家。金属技术也是武器技术发展重大变革，4 千年之后引发工业革命。
电子的发现促进真空管、固态晶体管和微电子学的发展。现代电子产品所需的超纯硅，最初是为第二次世界大战的高频雷达接收机所开发。材料科学的每个突破都改变世界和我们与之相互作用的方式。但是这些变化发生后，先前的生活方式也完全改变。
Spaldin 认为，要克服硅能源危机将需要类似的突破技术。但是，若不能继续使用硅，那么要以什么取代？Spaldin 提出具有铁电和铁磁特性的多铁性材料。她表示，通常改变材料磁性的唯一方法是用磁场，但是 Spaldin 等人已经展示如何用电场改变多铁材料的磁性。
报导认为，大量基于硅的资讯处理和储存必须仰赖磁性，磁性需要磁场操纵，而使用电场能更有效地做到这一点。Spaldin 表示，用电场取代现有的磁力技术为节能、小型化和高效提供巨大机会。多铁性材料有其他有用的属性，在这些材料的内部，铁电偶极子可以排列不同的方向，形成域的偶极子以及域之间的边界出现有趣变化。
这些边界形成导电通道，可以透过电场来移动和重新布置，这在内存或资讯处理架构中具有潜在应用。这些多铁性材料的表面也具有电子性质，可以产生催化反应。多铁性材料可能让科技业摆脱硅，而仰赖生产糠酸锰或锰酸钇或铋铁氧体的产业，和新一代高能效资讯处理装置。
当然多铁性材料只是许多决定外来科技样貌的其中之一种方法。她说，“改变历史进程的真正突破不会来自改进现有材料或装置，也不会来自现有的技术，而是一个不成熟的个人或小团体的基础研究人员，将知识的界限推向尚未应用的方向。”Spaldin 强调基础研究的重要性，在现行科技发展如火如荼的当下，也必须得到足够的滋养。
- How Materials Science Will Determine the Future of Human Civilization
（首图来源：Flickr/Christopher Bowns CC BY 2.0）
