Die wissenschaftlichen Schwerpunkte des Jahres 1931 liegen im Bereich des Kleinen und Kleinsten: In der Kernphysik, der Mikroskopie und der Molekularchemie.
Große Erfolge kann die physikalisch-chemische Grundlagenforschung verzeichnen: Der US-Wissenschaftler Harold Clayton Urey und sein Team entdecken das Deuterium, ein natürliches Isotop des Wasserstoffs mit doppelter Kernmasse. Den britischen Physikern John Douglas Cockcroft und Ernest Thomas Sinton Walton gelingt es mit Hilfe eines 1929 entwickelten Protonenbeschleunigers erstmals, eine künstlich eingeleitete Atomkernreaktion auszulösen. Sie schießen beschleunigte Protonen (Wasserstoffkerne) auf ein Lithium-7-Atom, wodurch dessen Kern in zwei Helium-4-Kerne (Alpha-Teilchen) zerbricht.
Eines der bedeutendsten Hilfsmittel für die moderne wissenschaftliche Forschung im Mikrobereich (Materialwissenschaften, Biologie usw.) stellen nach jahrelanger Entwicklung der deutsche Elektrotechniker Max Knoll und sein Schüler Ernst Ruska vor: Das Elektronenmikroskop. Das Instrument macht Strukturen sichtbar, die kleiner sind als die Lichtwellenlänge und die sich deshalb unter optischen Mikroskopen nicht erkennen lassen. Die winzigen Teilchen werden durch magnetisch fokussierte Elektronenstrahlen abgetastet und abgebildet. Die technische Neuheit liegt nicht allein in der Elektronenoptik, sondern auch darin, das Elektronenbild sichtbar zu machen, denn der Elektronenstrahl selbst lässt sich vom Auge nicht wahrnehmen. Das Elektronenmikroskop arbeitet deshalb mit einem fluoreszierenden Leuchtschirm oder mit fotografischen Platten. In der Praxis gelingt es den Erfindern allerdings erst 1934, Elektronenmikroskope so zu konstruieren, dass sie dem Lichtmikroskop in seiner Leistung überlegen sind.
In Deutschland gelingt es Chemikern der I. G. Farbenindustrie in Ludwigshafen, einen dem PVC verwandten makromolekularen Kunststoff zu entdecken, der wenig später von der schwedischen Dynamit Nobel AG weiterentwickelt und unter dem Markennamen Astralon auf den Markt gebracht wird.
In den USA stellt Vannevar Bush am Massachusetts Institute of Technology mit seinem »Differenzialanalysator« die bisher leistungsfähigste Analogrechenanlage fertig.
Auf dem Verkehrssektor macht der propellergetriebene »Schienenzeppelin« von sich reden, der am 21. Juni auf der Strecke Berlin-Hamburg eine Geschwindigkeit von 230 km/h erreicht. Bedeutend sind auch Leistungen auf dem Gebiet der Luftfahrt: Am 1. April eröffnet die Deutsche Lufthansa die erste Linienflugstrecke über die Alpen von München nach Rom. Am 27. August erreicht eine Dornier »Do X« nach neunmonatiger Weltreise New York. Und in Osnabrück sowie Berlin experimentieren Reinhold Tiling und Karl Poggensee erstmals erfolgreich mit Feststoffraketen, die mehrere Hundert Meter Höhe erreichen.
Einen Superlativ haben schließlich die Bauingenieure zu melden: Am 1. Mai wird in New York nach nur 15 Monaten Bauzeit das bisher höchste Gebäude der Welt, das 381 m hohe Empire State Building, eröffnet. Verantwortlich für die Arbeiten war die Architektenfirma Shreve, Lamb & Harmson Associates. Der Bau ist nicht nur hinsichtlich seiner Höhe - 1860 Treppenstufen führen vom Straßenniveau bis zum 102. Stockwerk - ein Superlativ. Auch der Innenausbau ist technisch bisher einmalig: 72 Fahrstühle verkehren in insgesamt 12 km langen Schachtanlagen mit Geschwindigkeiten von 220 bis 450 m/min. Die Büros für 16 000 beschäftigte Personen im Empire State Building sind untereinander mit 5600 km langen Telefonleitungen verbunden. Mächtige Klimaanlagen erneuern die gesamte Raumluft des zwölf Millionen m3 großen Bauwerks mit einer Grundfläche von 650 000 m2 alle zehn Minuten. Allein das Stahlskelett des 365 000 t schweren Gebäudes wiegt 60 000 t.
