航空航天系统对材料的重量、多功能性及全寿命周期性能具有高度依赖性。2020年，材料技术委员会继续推进对航空航天产品先进材料的研究与应用。

在即将过去的一年，航空航天材料界研究学者加强了在极端环境下工作材料的前沿研究。其中主要侧重太空飞行与居住环境下的材料研究，实现了低温驱动效率提升和高超声速及高超声速测试更高分辨率，从而在高温、太空飞行与居住等航空航天领域取得了新进展。

2020年2月，美国弗吉尼亚州欧道明大学与宾夕法尼亚州的PolyK Technologies公司合作，共同演示了弛豫压电Pb（Mg1/3Nb2/3）1-xTixO3（PMN-PT）单晶体作动器。该作动器具有出色的低温作动特性，效能高达80%。该设计将从如下几个方面革新低温燃料管理，如先进火箭推进系统、太空仪器与光学控制系统，以及保障美国航空航天局任务的先进太空驱动装置等，这种持续的技术进展能够推动低温部件在航空航天领域得到广泛应用。此外，PMN-PT材料可用来制作太空钻机与机器人所用的高效低温超声波马达。

2020年4月，得克萨斯州KAI公司研发了一种经济高效型的热防护系统材料筛选方法，而传统型TPS制造方法属于人力密集型工作。后者对于设计人员来说，TPS材料自动制造和集成到结构这一目标难以实现。KAI公司与德克萨斯大学奥斯汀分校的Koo团队正在研发一种应用于极端环境下的新型高性能聚合物基复合材料，其中挑战之一就是在上述环境中能够获取可靠的材料响应数据。KAI公司还提出了周期较短的材料综合筛选技术方案，研究方案包括通过实验设计进行材料配比、表征材料的热稳定性、残碳率与可燃性的研究，以及使用氧乙炔测试台进行气动热烧蚀测试，来模拟100~1600瓦每平方厘米热流密度的极端热环境。这种方法既可以使材料系统完成快速比较，也可以快速跟踪用于航空航天任务的新型TPS材料研发路径，目前正应用于美国国防部与美国航空航天局所资助的项目。

在佛罗里达州的安博瑞德航空航天大学与弗吉尼亚州的LUNA公司共同研发了硅压阻式传感器，以实现对美国航空航天局可充气太空居舱的全覆盖性结构健康检测与冲击检测。目前，开发出了两个柔性传感器，其中一个是由渗透了环氧树脂与石墨烯混合物的碳纳米管薄层——巴克纸组成，另一个是基于内部导电CNT墨水的喷墨打印设备。在2020年1月与3月，研究团队开展了将喷墨打印传感器作为高导电性与应变敏感材料的研发、表征与测试。该传感器内置在可充气结构测试件中，并以7千米/秒的速度来模拟微流星体与轨道碎片的超高速冲击。该团队还通过蒙特·卡罗方法推出了一款基于渗流的计算模型，用来模拟CNT与石墨烯的纳米复合材料。该模型首先验证了实验结果，并为制造上述两个传感器找到最佳的微观结构。此外，该模型已于2020年5月完成，能够在二维与三维模式下模拟纳米复合材料的电导率、应变与损伤敏感性。

7月，用于隔音隔热的新型混合纳米级结构材料完成研发。巴航工业与巴西UFMG/SENAI公司的研发人员表示，航空纳米膜比传统隔离系统减重30%，并能够根据不同频率进行定制。