對於科學界與社會而言，媒體上所報導的最新科學發展常常具有顯著的重要性而令人印象深刻。美國化學學會所發行的《化學與化工新聞》周刊（Chemical and Engineering News，簡稱C&EN）選擇了從2001年1月到11月在化學相關領域，如奈米科技與分子電子學、生物化學、觸媒、基因組與醫學、有機化學、高分子化學、物理化學與感應器等領域中的重要成果，作為回顧一年來化學進展的重要里程碑，並刊登於該刊2001年12月10日的專文中。在徵得美國化學學會同意後，將該文翻譯成中文並做適當的註解，以和國內的讀者共享，讀者可從該專文中查詢到本文中所提的各項重大發現之深度閱讀資料。
加拿大多倫多大學的化學教授曼能（Ian Manner）與溫尼克（Mitchell A. Winnik）及研究生馬賽（Jason A. Massey）發現在半導體表面上，利用柱狀的高分子微胞作為建構單位來製造陶瓷線。此微胞是由具取代基的環戊二烯亞鐵矽烷與矽氧化物的單體所組成的嵌段共聚物（Block Copolymer）。若將此共聚物溶於正己烷時會促其自行組裝，形成直徑為20奈米的柱狀微胞，其中聚環戊二烯亞鐵矽烷構成一富含鐵的核心，外覆一絕緣性的聚矽氧化物外鞘。於是，曼能與溫尼克就和德國烏爾姆大學的化學家穆勒（Martin Mler）、物理學家斯巴慈（Joachim P. Spatz）及其同事合作，將這些微胞奈米結構轉換成為具磁性之陶瓷奈米式樣。曼能希望這些陶瓷線能具有磁性、導電性或半導體之特質；若具有抗蝕刻性質，則可望在半導體基質上製造出二維的量子導線。
美國賓州州立大學的博士後研究員哈佐（Anat Hatzor）與化學系副教授魏斯（Paul S. Weiss）以化學方法長出寬度約僅數個奈米的導線，並可在精密度約1奈米的範圍內加以定位。此技術可以連接電極間的功能性分子，可能應用在分子電路上。
在以單一分子做為開關的研究中，魏斯與該校化學、材料科學暨電機教授亞樂拉（David L. Allara）及萊斯大學（Rice Univ.）的化學教授托爾（James M. Tour）證實單一分子可作為電子開關中的活性分子，且這種單一分子每次能維持開或關的狀態達數小時之久。此種開關是一種包埋於高度規則排列之十二硫醇單層中的亞苯基伸乙炔基（Phenylene Ethynylene）寡聚物，它在「開啟」狀態具有極高導電性，而「關閉」狀態則為非導電性，所以在這兩種狀態之間即可形成分子性開關。另外，也可以將電場加諸於該寡聚物的硝化衍生物上來控制其開或關，它在記憶與邏輯的設計中具有很大的應用潛力。托爾與耶魯大學應用物理暨電機系的教授瑞得（Mark A. Reed），可將數千束這種分子組成隨機存取記憶裝置（Random-Access-Memory Devices），能在各種導電狀態間控制這種微小的電路開關，因而得以輸入、讀取與刪除數據。
位於坦帕市（Tempe）的亞利桑納州立大學化學教授古斯特（Devens Gust），物理教授林賽（Stuart M. Lindsay）與同市的摩托羅拉公司的研究人員將單分子的兩端與金屬導體間形成化學鍵，如此可形成電子通路，該單分子電路的電流－電壓特性即可加以測量。他們將奈米顆粒繫於一個辛二硫醇分子線路的末端，然後利用原子力顯微鏡具有導電性的鍍金探針尖端與此奈米顆粒接觸，即可形成一電流通路。
美國德拉瓦大學化學工程師凱勒（Eric W. Kaler）與北卡羅來那州立大學菲勒夫（Orlin D. Velev）及其同事，將金屬奈米顆粒的懸浮水溶液置於兩個平面電極間的交流電場中時，這些微粒會自行組裝成具導電性的微細電線，並自電極一端延伸至另一電極。此微細電線的直徑屬微米而非奈米級，但此技術代表一種可在水性環境中形成電子通路的簡易方法。他們認為此種微細電線可應用於濕性電子電路與生物電子電路中，包括化學的感應器。
貝爾實驗室的物理學家雄恩（Jan Hendrik Sch）及其同事宣稱，發展出第一種真正分子級的電晶體，此裝置的通道僅有一個分子的長度。此電晶體是在摻雜的矽晶基質上連接一單層共軛的有機分子。由兩個這種電晶體，即可建構一邏輯閘。此外，雄恩與其同事也發現一種塑膠超導體。當他們將聚3-己吩〔poly(3-hexylthiophene)〕溶液所沉積而成的薄膜冷卻至絕對溫度2.5°K以下時，即觀察到超導性。雄恩宣稱這是在有機高分子薄膜上首次顯示出超導性，它可應用在包括超導性電子與光電的設計上。
哈佛大學化學教授李伯（Charles M. Lieber）與其同事，在2001年至少發展出三種以奈米線為基礎的電子組成物。第一種可能是現有最小的發光二極體（LED），他們將兩條有摻雜物的半導體奈米線交叉後，對其中一條施予電壓，在兩條奈米線路交叉處即可發光。雖然此種由電流轉換為光的效能很低，但李伯相信這種現象可加以改進。他預測將來會有涵蓋整個可見光與近紅外光範圍的奈米－發光二極體，以及用奈米線交織而成的網格（Grids），可成為高解析度的發光二極體陣列，將可應用在顯示器、全相攝影術與光學處理上。
IBM華生研究中心的亨林朵夫（Frank J. Meyer-zu Heringdorf），洛依特（Mark C. Reuter），與川普（Rudolf M. Tromp）發現了半導體稠五苯，製成薄膜後，可作為有機電子零件的優先選擇材料。他們可培養出各邊大小為0.1毫米的稠五苯單晶顆粒，其大小比以前報導的大了約100倍。一位同行評論道，此項成果能夠以蒸汽沈積法利用稠五苯單晶電路單元來製造積體電路。
有機材料也可作為構建光電伏特的設施。實際上，部分有機太陽能電池的效能已接近傳統無機太陽能電池。劍橋大學卡文迪西實驗室的訪問科學家馬克肯其（J. Devin Mac Kenzie）與同事發現一個結晶的染料與六苯并蔻（Hexabenzocoronene）液晶可自行組裝成一種高效能的光電伏特性薄膜。和以往需要較多製程的有機太陽能材料相較，這種薄膜要容易製造得多了。
過去，研究人員一直費盡心思要使奈米管具有可溶性，或至少可均勻地懸浮在溶液中，以便較易將它們嵌入電子組成物中。由加州大學洛杉磯分校化學教授史托達（J. Fraser Stoddart）與熙史（James R. Heath）所領導的研究團隊，製造出束狀的單壁奈米管，其外呈螺旋狀地包覆一層共軛高分子，可利用超音波震盪此錯合物而製造出穩定的奈米管懸浮液。
德國馬克斯蒲郎克研究所的固態物理學家施密特（Oliver G. Schmidt）與其同事自許多不同的材料製造出奈米管與其他奈米級的物件。在此項技術中，從受質可釋出一層單一晶相層，此薄膜可以捲起來並折疊成奈米管。此奈米管管壁的厚度與其表面上的位置可加以操控。研究人員建議此種能精密定位的管子可作為輸送液體的奈米管路。
美國西北大學材料科學與電機系的教授馬克斯（Laurence D. Marks）與研究生班古（Erman Bengu）發展出一種製備氮化硼（Boron Nitride, BN）奈米管的技術。將硼與氮離子陳置於一高溫、電流偏壓的鎢絲表面上而製成此種奈米管。馬克斯指出與碳奈米管相較，BN奈米管更不易氧化，且不易燒毀，因此適於高溫下的應用。此外，和碳奈米管不同的是BN奈米管具有半導體性質。
一般奈米管常製備成糾纏且不規則的小塊狀，其中奈米管的直徑與結構（手性，Chirality）均不一致且很難分離。但是加州大學洛杉磯分校的化學教授金茲威斯基（ James K. Gimzewski），IBM公司在瑞士蘇黎世研究實驗室研究人員與劍橋大學電機教授魏爾藍（M. E. Welland）的研究小組一起合作，製備出具完美排列，且有相同直徑與手性的單壁碳奈米管陣列。此碳奈米管陣列的合成是在真空下，經由一膜上的孔洞輪流依序蒸鍍C60與鎳，然後將所得的沈積物在一磁場下加熱而得。它具有應用在複合材料，氫燃料儲存，奈米級電子組成物與氣體感應器上應用的潛力。至於氫燃料儲存的重要性，由於化石燃料蘊藏量日益枯竭且其燃燒所生成的廢氣會造成污染，相較之下氫不僅熱值高（註：1公斤的氫與3公斤的煤油燃燒所產生的熱量相當。），且其燃燒所生成的產物是水，不會對環境造成污染。因此，促使以氫為汽車燃料的呼聲不斷，各大汽車公司都在積極研發以氫為燃料的汽車，但是以往以高壓鋼瓶或降溫以液態氫儲存氫氣的技術均遇到很大的困難；一些研究顯示，用單壁碳奈米管不需高壓就可儲存高密度的氫氣，因此以碳奈米管作為儲存氫氣的吸附材料將有助於氫燃料汽車的發展。
在材料研究領域方面，以前僅有少數具有磁性的非金屬材質被發現過，而這些材料僅在非常低溫的狀態下方具磁性。俄羅斯約費物理技術研究所（Ioffe Physico-Technical Institute）的半導體物理學家馬卡羅伐（Tatiana L. Makarova）與其他五個實驗室的合作者無意中發現在室溫或高於室溫時，C60的聚合物具有鐵磁性。它具先進的電子絕緣體上的應用潛力。
不久之前，西北大學的化學教授莫爾金（Chad A. Mirkin）與謝茲（George C. Schatz）及其同事報告一種新的方法，利用螢光將銀質奈米球轉變成三角狀的奈米稜鏡。此種奈米稜鏡具有相當有趣的吸光、散光與其他光學性質，可應用在診斷性的生物標記與發光二極體上。此外，劍橋大學電機教授亞瑪拉東卡（Gehan Amaratunga），副研究員寇沃拉（Manish Chhowalla）及其同事發展出一種電弧放電法，來產生以碳為基質的多層洋蔥型奈米球，可作為潤滑劑。
