可持续发展科学是在描述性、分析性和转换性模式之间的建设性张力中发展起来的。第一个是分析人-环境耦合系统中的问题，而第二个是研究这些问题的实际解决方案。转型可持续性研究面临着产生可操作的知识、吸收学术界以外的知识以及处理不同价值观和政治利益的挑战。本研究通过对五个实证可持续性科学项目的比较评估，探讨了可持续性科学的理论和前景。我们举例评估了可持续发展科学在基于评估框架（考虑到可持续发展科学的特殊性）的可持续发展问题解决方案方面的成功和失败程度。选定的可持续发展项目涵盖一系列主题（水、生物能源、土地利用、太阳能、城市发展）、区域（从沿海到山区，从农村到城市，在非洲、欧洲、南美洲和北美洲的几个国家）、空间层面（从村庄到国家层面）和研究方法。比较结果表明，在关注问题和基本转型研究方法方面取得了成就，但也突出了利益相关者参与、可操作结果和更大影响方面的不足。最后，我们就如何充分发挥可持续发展科学作为一项以解决方案为导向的努力的潜力提出了建议，包括先进的合作研究环境、转型研究方法的进步、跨案例概括以及减少制度障碍。
由于棘手的问题超出了正常的工业时代工程科学的范围，可持续性问题将需要对当前的工程科学和技术实践进行改革。我们断言，虽然关于可持续性一词使用的多元化可能会持续存在，但大学应该继续培养专门致力于可持续工程科学的研究和教育计划，这是一个正式与一切照旧和系统优化方法划清界线的企业。推进可持续工程科学需要将方向从还原论和知识专业化转向科学、教育和技术的综合方法，即：(1) 利用超越通常的职业道德或负责任的研究行为范围的道德意识，以包括宏观伦理学，（2）采用预期和适应性方法来应对技术创新导致的意外后果，从而产生更具弹性的系统，以及（3）培养互动专业知识以促进跨学科交流。不幸的是，现有的教育和研究培训计划不足以让科学家和工程师做好在恶劣问题环境中有效运作的准备。因此，有必要创建新的研究生教育项目，将科学家和工程师培养成可持续的工程科学专家，能够识别和应对技术研发项目中嵌入的宏观伦理、适应性和跨学科挑战。
纳米技术推动了各种颜色和形状的推测和投影。然而，探索独特的纳米技术创新和治理模式的未来场景很少。这项研究提出了一个问题：未来占主导地位的创新模式会是什么样子，相比之下，替代模式会是怎样的？这些不同的模式对缓解可持续性挑战和提高生活质量有多大帮助？为了使探索变得切实可行，本研究重点关注城市地区（亚利桑那州凤凰城）的纳米技术创新。这项研究使用了一种混合方法，将直观和分析的场景构建联系起来，以在确保分析严谨的同时发挥创造力。研究结果表明，四种不同的纳米技术创新和治理模式对可持续性挑战的影响截然不同。市场导向和封闭式合作加剧了社会凝聚力的缺乏，导致服务业的工作岗位工资较低，并加剧了资源开采率。或者，社会创业和开源创新更有利于应对可持续性挑战和提高生活质量，尤其是在城市地区。该研究得出的结论是，一个社会创新和管理其新兴技术的方式，对这些技术有利于或有违全面公共利益的运作方式具有决定性作用。
关于纳米技术在城市中的应用，包括在建筑环境的设计和建设中的应用的愿景表明，这些技术对于解决城市可持续性问题至关重要。我们认为，这种愿景往往忽视了两个关键且相互关联的因素。首先，对未来纳米增强城市的猜测往往依赖于有缺陷的城市可持续性概念，这些概念低估了根深蒂固的市场经济、风险评估和颠覆性技术吸收范式所带来的挑战。其次，城市官员、非政府组织和公民等利益相关者很少有机会尽早考虑纳米城市技术的潜在利益和不利影响的性质和分布。早期参与的局限性将导致在使用纳米技术促进城市可持续发展方面出现问题和错失机会。在这篇文章中，我们批判性地探讨了纳米增强城市的概念及其与城市可持续性相关的承诺和局限性。在此基础上，我们概述了参与研究的议程，以支持城市纳米技术的预期治理。
尽管一再呼吁创新和治理的新形式，包括负责任的创新、预期治理和以可持续性为导向的治理，但纳米技术仍然主要是按照传统方案进行创新，存在持续的缺陷和负面影响。将这些计划转向可持续和负责任的创新，并充分利用可持续纳米技术的好处，将需要在创新过程的各个阶段和参与者之间进行艰难的变革。我们概述了一项干预研究议程，以支持这些变化。这篇文章综合了四年来对纳米技术创新、预期治理和城市环境可持续性的研究，重点关注亚利桑那州凤凰城。
由于建筑业对全球温室气体排放的贡献很大，对资源和节能建筑材料的需求很大。人造纳米技术产品有望通过提高建筑材料的强度、重量和绝缘性能来实现资源和能源效率。然而，多国方案的实际采用滞后。本文探讨了美国建筑业如何评估MNP以供采用。通过专利分析和访谈，我们衡量了MNP的供应，并确定了参与者在技术采用中的作用。结果表明，对多国方案的认识比预期的要广泛。然而，多国方案的采用受到多要素技术评估过程的限制，该评估过程主要侧重于技术对基于项目的成果的适用性。我们得出的结论是，可以通过诸如公关等中介活动来克服采用MNP的障碍
