Los materiales son un componente de habilitación de lo que los ingenieros pueden imaginar, diseñar y construir. En el límite de la innovación nos encontramos con el descubrimiento o la creación de materiales totalmente nuevos, lo que a menudo es posible gracias a modernas técnicas de procesamiento, que aluden al equilibrio para hacer que los materiales existan en estados metaestables, así como el desarrollo de herramientas para ensamblar, formar y estudiar los materiales a nanoescala. En la actualidad resulta rutinario analizar la estructura y composición de los materiales a nivel casi atómico, aplicar técnicas como la microscopía de alta resolución electrónica de transmisión, la incidencia rasante de difracción de rayos X y la espectroscopía de pérdida de energía de electrones. Al mismo tiempo, el procesamiento de los materiales ha avanzado hasta el punto en que se pueden generar o depositar láminas delgadas de sólo unas capas atómicas de grosor y fabricar estructuras tridimensionales con dimensiones de decenas de nanómetros o menos. Toda la industria de la electrónica se basa en estos avances.