製膜技術，還可以做成像彩虹那樣，使每層薄膜之間沒有明顯分界麵的功能膜，這種材料叫梯度材料。它們各層之間，成份組成和性能（彈性、導熱性、熱脹性等）也是漸漸變化的。1989年，這種梯度材料已經走出了實驗室，投入了應用，已取得明顯效益。飛機上采用梯度功能材料是應用的一個重要方麵。另外，用於醫學，如假牙的製作，它可以改變假牙的結構，可作成一截堅硬、耐磨、耐腐蝕，而另一截則與牙床結合成非常吻合的結構。這樣，用梯度材料做成的假牙質量優良，且使用舒適，非常令人滿意。
製膜技術還可以製備兩種不同材料薄層（幾個納米至幾十納米厚）交替生長出多層結構，這就是通常所謂的超晶格（在半導體上又稱量子阱）。其最典型的超晶格結構是砷化镓-砷化鋁稼這種結構可以作為性質優良的半導體器件。近年來，人們還製備出非晶態半導體的超晶格結構。金屬超晶格和磁性元素-非磁性元素超晶體，以及稀土金屬超晶格等。人們可以利用超晶格的電性、磁性製出各種具有特性的功能器件。如鈀-鈷超晶格，可以成為磁光可擦寫存貯或磁泡存貯器件。
在製膜技術中，新功能膜在高科技園地猶如百花爭豔，正在不斷展示出它們的豐姿。
定向生長的晶體
晶體結晶的過程，是從高溫熔融的原液冷凝成固體的過程。這種過程導致固體材料內部的成分分布是不均勻的。例如金屬大多數是多晶狀態，在一個個有規律排列的晶粒的邊界上，在結晶過程中，雜質就會擠入晶粒之間，而且產生雜質富集，這些雜質在低溫時，會使晶體畸彎，有時對金屬整體有一定的強化作用，但在高溫下，晶界部分首先熔化。在外力作用下，這種雜質晶界首先使晶粒間相對運動，晶界上的雜質就成為一種運動的潤滑劑。這樣，人們就很容易想到，要提高金屬的強度，就要消除晶粒間的晶界，生長成單晶體，實現這種設想的技術稱為晶體的定向生長。
控製晶體定向生長，是一種極其複雜的很難掌握的技術。20世紀70年代，工程技術人員想通過鑄鐵的水冷底板來控製高溫金屬融熔體的冷卻速度，期望能製成一種特殊的飛機葉片。這種葉片上的晶粒要沿著主要受力的方向排列（工程上稱為沿主應力方向排列），這種飛機葉片，在最容易破裂的方向上消除了晶界，形成了條狀的晶柱，人們稱為柱晶合金。與原來的合金相比，柱晶合金的耐高溫度及熱疲勞強度都有顯著提高。這種加工方法後來發展成生產單晶合金工藝。在柱晶生長晶路上增設一條彎的通道，隻讓一條晶柱通過，並經過嚴密控製冷卻條件，就可製備一個具有完整晶粒的構件。在這種構件上，橫向、縱向均無任何界麵，或者說接近於沒有缺陷。
定向單晶合金比普通多晶合金的工作溫度可提高80～100℃。在同樣高的工作溫度下，單晶合金做成的構件的工作壽命比普通多晶合金的構件要長7倍以上。
單晶合金已開發了近百種，成為各種工程構件。美國的波音係統客機、歐洲的空中公共汽車係列客機、美國的戰鬥機、預警機和轟炸機都使用了單晶合金。美國航天飛機的主發動機，由於選用單晶合金而贏得“安全”之美名。我國的單晶合金生產工藝已在國內開花結果，進入了高技術的各個領域。
太空生長晶體
“敢上九天攬月，敢下五洋捉鱉”，這在過去是一種神話，人類用這句話來表達改造自然的決心。然而這類神話卻吸引了一批科學的探索者，為實現這種神話而獻身。他們企盼著能在失重和高潔淨的太空隨心所欲地生產各種性能優良的材料，特別是單晶材料。科學家們在1983年12月發射的宇宙飛船空間實驗室1號中，進行了製備單晶的實驗，把在地球上生長單晶體的設備和方法，搬上太空實驗室並製造出半導體矽和半導體銻化镓晶體，從而在人類的科學技術發展史上，寫下了太空生長晶體的光輝一頁。
在太空實驗室裏生長晶體，仍舊是采用地球上的矽單晶“區熔法”的生長設備。其具體作法是：在一個密封爐體內，使用兩個作為加熱源的鹵光燈，聚焦於橢圓爐體的共焦點上，形成一個熔區，熔區因加熱爐移動而移動。單晶矽的生長是用一定形狀的多晶矽棒作原料，在氬氣氛保護下通過摻硼工序逐步完成的。宇航員通過程序控製裝置自動調節鹵光燈的功率。生長矽單晶時，鹵光燈功率是200～800瓦特，晶體在生長過程中以8轉/分的速度旋轉。
隨著爐體的移動，晶體以5毫米/分的速度慢慢生長，這次實驗的生長時間定為21分鍾。
未來材料