組成と構造が結晶材料の特性に大きな影響を与えることが、過去30年間における結晶工学分野の飛躍的な成長の原動力となった。結晶工学は、構造設計（形態）からバルク特性（機能）の制御へと発展してきた。今日、分子モデリングと組み合わされることで、結晶工学は、従来材料の発見と開発に利用されてきた、よりランダムでハイスループットな手法からのパラダイムシフトを提供する。簡単に言えば、適切な用途に適切な結晶材料をカスタム設計することが可能になったのである。結晶工学の進化の概観に続いて、世界的な課題に対処する可能性を提供する2つのクラスの多孔質材料について詳述する：

1. Ultramicroporous Materials are built from metal or metal cluster “nodes” and combinations of organic and inorganic “linkers”; their pore chemistry and size (< 0.7 nm) can overcome some of the weaknesses of existing classes of porous material, especially for trace separations such as CO2,[1] C2H2[2] and C6H6[3] capture. Water harvesting applications will be addressed.

2.閉鎖相と開放相（多孔質相）の間を可逆的にスイッチングする非多孔質固体は、おそらく直感に反するかもしれないが、剛直な多孔質材料と比較して作動能力の点で有利な等温線を示すことがある。2D[4]および3D[5]スイッチング材料の新しい例を紹介し、特異な等温線とともに、優れたガス貯蔵・分離性能を提供する。