美國(guó)材料科學(xué)與工程細(xì)分領(lǐng)域有哪些，相信這個(gè)問(wèn)題是許多正在準(zhǔn)備留學(xué)的同學(xué)關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題，那么下面小編就來(lái)和大家說(shuō)一說(shuō)，感興趣的您趕緊往下了解吧。

陶瓷和玻璃工程是最古老的科學(xué)領(lǐng)域之一，第一批陶瓷器皿起源于大約 12,000 年前。除了餐具、馬桶、水槽和窗戶(hù)等日常用品，近幾十年來(lái)也出現(xiàn)了許多高科技應(yīng)用，比如大猩猩玻璃——一種用于幾乎所有觸摸屏的高強(qiáng)度、耐用玻璃——已經(jīng)徹底改變了許多技術(shù)領(lǐng)域。在醫(yī)療方面，陶瓷的耐用性和強(qiáng)度使其成為許多關(guān)節(jié)置換術(shù)的核心組成部分。

2)聚合物

聚合物科學(xué)家主要研究塑料和彈性體——由長(zhǎng)鏈狀分子組成的相對(duì)較輕且通常具有柔韌性的材料。從塑料飲水瓶到汽車(chē)輪胎，再到防彈凱夫拉爾背心，聚合物在我們的世界中發(fā)揮著深遠(yuǎn)的作用。科學(xué)家們致力于制造具有特定應(yīng)用所需的強(qiáng)度、柔韌性、硬度、熱性能和光學(xué)特性的塑料，同時(shí)也面臨一些挑戰(zhàn)，包括開(kāi)發(fā)可在環(huán)境中分解的塑料以及制造用于挽救生命的醫(yī)療程序的定制塑料。選擇該領(lǐng)域的學(xué)生需要很強(qiáng)的有機(jī)化學(xué)技能。

　　3)金屬

冶金科學(xué)歷史悠久。人類(lèi)使用銅已有10,000多年的歷史，而強(qiáng)度更高的鐵可追溯到3,000多年前。事實(shí)上，冶金學(xué)的進(jìn)步可以與文明的興衰聯(lián)系起來(lái)，要?dú)w功于它們?cè)谖淦骱涂字械膽?yīng)用。如今，冶金仍然是軍事的重要領(lǐng)域，但它在汽車(chē)、計(jì)算機(jī)、航空和建筑行業(yè)也發(fā)揮著重要作用。冶金學(xué)家經(jīng)常致力于開(kāi)發(fā)具有特定應(yīng)用所需的強(qiáng)度、耐用性和熱性能的金屬和金屬合金。

　　4)電子材料

從廣義上講，電子材料是用于制造電子設(shè)備的任何材料。材料科學(xué)的這個(gè)子領(lǐng)域涉及導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體的研究。計(jì)算機(jī)和通信領(lǐng)域?qū)﹄娮硬牧蠈?zhuān)家的依賴(lài)程度很高，在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，對(duì)專(zhuān)家的需求仍將保持強(qiáng)勁。太陽(yáng)能等可再生能源也依賴(lài)于電子材料，在這方面仍有很大的效率提升空間。

5)生物材料

“生物材料”指的是與生命系統(tǒng)相互作用的材料，包括但不限于塑料、陶瓷、玻璃、金屬或復(fù)合材料，具有與醫(yī)療或診斷相關(guān)的某些功能。人造心臟瓣膜、隱形眼鏡和人造關(guān)節(jié)都是由生物材料制成的，這些生物材料具有特定的特性，可以與人體協(xié)同工作。新興的研究領(lǐng)域有人造組織、神經(jīng)和器官等。

　　6)3D打印

3D打印的優(yōu)勢(shì)在于小批量生產(chǎn)，僅制造所需的東西(稱(chēng)為“快速原型制作”)，從而節(jié)省時(shí)間和材料，避免浪費(fèi)。現(xiàn)在有越來(lái)越多的可用源材料，例如金屬、合金和陶瓷粉末，可以用于逐層構(gòu)建大型物體;可以生產(chǎn)先進(jìn)的醫(yī)療假肢及航空航天和汽車(chē)零件;未來(lái)還可能會(huì)擴(kuò)展到納米級(jí)，允許原子級(jí)的構(gòu)建。

　　7)光學(xué)材料與照明

從激光晶體到 LED，先進(jìn)的光學(xué)材料在高科技領(lǐng)域無(wú)處不在。通過(guò)材料科學(xué)，科學(xué)家們可以制出防彈、防碎、觸敏、導(dǎo)電及對(duì)光和溫度波動(dòng)敏感的玻璃。常見(jiàn)的照明設(shè)備如發(fā)光二極管 (LED)，由氮化鎵 (GaN) 等半導(dǎo)體組成，可用于制作節(jié)能燈泡、電視和智能手機(jī)等電子設(shè)備的顯示屏。目前人們正在開(kāi)發(fā)使用替代材料來(lái)生產(chǎn) LED，以提高效率和性能，尤其是亮度和顏色質(zhì)量，如有機(jī)半導(dǎo)體 (OLED) 和量子點(diǎn) (QLED) 。

　　8)薄膜沉積

薄膜沉積工藝的各種技術(shù)對(duì)于所有高科技領(lǐng)域都至關(guān)重要，包括集成電路、半導(dǎo)體晶體和納米材料的制造等等?！俺练e”最薄的材料層是通過(guò)“濺射”等物理或化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)離子轟擊將目標(biāo)材料去除并轉(zhuǎn)化為定向氣相/等離子相。

　　9)衛(wèi)星

材料科學(xué)是太空探索的基礎(chǔ)。外太空環(huán)境十分惡劣，這就需要能夠承受進(jìn)出地球大氣層的高溫以及太陽(yáng)輻射持續(xù)轟擊的材料。由高純度氧化物制成的超白抗反射涂層、由鋁和鈹制成的超強(qiáng)和超輕的耐火結(jié)構(gòu)合金以及由銥(已知的最低腐蝕金屬)制成的部件已成為建造航天器和衛(wèi)星的標(biāo)準(zhǔn)。

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