航空航天技術
可望而不可即的浩瀚星空曾激起多少人無窮的想象。古代中國有過“嫦娥奔月”的幻想。1942年，德國科學家布勞恩研製成功第一枚液體火箭，飛行距離達到31.9公里。1957年，前蘇聯用火箭將第一顆人造衛星送入太空。1961年，前蘇聯用火箭將第一艘載人宇宙飛船“東方號”送入太空成功。1969年，美國“阿波羅號”宇宙飛船送兩名宇航員成功登上了月球。1981年，美國第一架可重複使用的航天飛機“哥倫比亞號”進行了環地球飛行。1997年，美國“火星探路者號”火星探測器在火星著陸。目前，全世界已有四五千個空間飛行器在飛行，有400多名宇航員遨遊過太空，航天技術因此成為20世紀最傑出的技術發明而載入史冊。
化學合成技術
20世紀又是化學的世紀。20世紀的化學技術發展，對今天乃至今後世界的發展產生了前所未有的影響。20世紀化學技術的突出成就是一系列新材料的發明。以半導體材料為例，原來具有半導體性質的材料主要是硅和鍺，因其極其稀缺，制約著半導體的發展。直到1952年，德國科學家威爾克發現銻和銦的化合物具有半導體的性質，才開創了化合物作半導體的新路。1977年，科學家又發現摻雜乙烯塊具有導電性，揭開了有機半導體材料的新篇章。後來，又發現超導材料，1979年發現了第一個有機超導體，迄今已發現40多種有機超導體。超導材料可以使導電體的電阻完全消失，達到超導電性能，對於發展電子及信息產業具有重要意義。
20世紀化學技術革命的又一重大發明是塑料、橡膠和纖維的發明。塑料是人工合成的有機高分子化合物樹脂，因其是具有可塑性的樹脂，1930年開發出聚胺樹脂，1940年發明了飽和聚樹脂、環氧樹脂等。1950年發明了聚乙烯、聚丙烯、聚脂樹脂，從而使塑料成為一種人類離不開的重要材料。
橡膠是橡膠樹的“眼淚”，是一種重要的化工原料。但由於受產地限制，產量很少。1920年，蘇聯科學家發明了合成橡膠，二戰中，美國科學家用丁二烯和乙烯聚合成了橡膠，從而完全代替了人工種植橡膠。
合成纖維的發明經歷了一系列的磨難。1903年，科學家邁爾斯發明了可溶於丙酮的纖維，1918年美國杜邦公司發明了聚酰胺纖維（尼龍），1920年發明了醋酸纖維，1934年發明了聚氯乙烯纖維。1958年發明了聚丙烯樹脂纖維，1960年發明了高彈性的聚氨基甲酸脂纖維。現在，塑料、橡膠、合成纖維已在當代工業和人們生活中成為不可缺少的材料，達到了難離的程度。
催化合成技術是20世紀化學技術革命的重要里程碑。20世紀發明的合成氨、硫酸、硝酸等都是通過催化合成技術生產的。1930年，石油煉製中應用了催化技術，以後，合成橡膠、合成纖維，各種塑料的生產都廣泛應用了催化技術。
核能利用技術
現在，人們經常為是否應該建設原子能核電站而爭論，然而，直到19世紀末，人們還不相信有原子能存在。1930年，科學家已認識到原子是由帶正電子的原子核和圍核運動的帶負電的電子構成，而原子核又是由質子和中子構成。愛因斯坦的質能方程使人們認識到原子核具有巨大能源的意義。1934年，意大利科學家費米發現鈾元素具有“放射性蛻變”和“人工核反應”兩類核能釋放過程，從而導致了兩類核技術的發明：利用放射性的核輻射技術和控制核反應的核反應堆技術。
1941年，費米受命開展曼哈頓核彈計劃研究，研製核反應堆。核反應堆是指把作為核燃料的鈾和鈾氧化合物與石墨磚塊相間疊壘成堆，故名“反應堆”。1942年12月22日，世界上第一個核反應堆運行成功，產生了200瓦的功率。1945年，美國的第一顆原子彈試驗成功，1954年建成了第一座核發電站。
核輻照技術是利用物質的放射性能量改變物性，使物質產生有利於人類的物性。在工業生產中，利用核輻照可以生產性能良好的產品，如經核輻照的橡膠不易老化，而且提高了抗磨性；輻照後可以縮短噴漆和彩印的固化時間等。在農業方面，核輻照技術主要用於植物育種和殺滅害蟲。輻射育種是使用放射性射線引起植物遺傳結構的變異，使原有的品種獲得一些新的特性，如早熟、矮稈、抗病、優質等，經過選擇可育成新品種。輻射滅蟲是核射線可以使雄蟲不育，從而降低害蟲的密度並最終消滅。輻照技術在醫療上應用最廣泛的是進行輻照消毒，最重要的應用是對腫瘤的放射性治療，其原理是利用加速器產生的粒子束射線的電離作用，最大限度地破壞腫瘤細胞，使腫瘤細胞殺滅或不再生長。
除了傳統的核能技術外，20世紀末期，核能轉換技術又大大拓展了核能技術的應用空間。如中子彈技術、電磁脈衝技術等，已成為新的威懾性武器。
激光技術
激光是20世紀的重大發明之一。激光的實質是把電能轉變為光能。1960年，美國科學家邁曼成功研製出世界上第一個激光器。邁曼激光器是用紅寶石作物質材料，加上一個充有氙氣的石英閃光燈管，加一個大電容器和一個直流電源。經過40多年的發展，激光已在通訊、電腦、機械、醫療、國防、文化等多方面廣泛應用。目前，應用激光技術最主要的是通訊，即光導纖維技術。此外，激光技術還被應用到軍事上，製成激光武器，具有無限光明的前景。
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