縱觀人類文明發(fā)展史，就是一部如何更好地利用材料和創(chuàng)造材料的歷史。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，材料、能源、信息更是構(gòu)成社會文明和國民經(jīng)濟(jì)的三大支柱。

材料作為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)先導(dǎo)，從民生制造到航天工程，無不與之有關(guān)聯(lián)。吃、穿、住、行，每個人每天會碰到諸如金屬、橡膠、磁性、光電等眾多材料，小到一根針、一張紙、一個塑料袋、一件衣服，大到交通工具、醫(yī)療器械、工程建筑、信息通訊、航天航空，處處都有材料科學(xué)的身影。

下面就為大家詳細(xì)綜述下美國材料科學(xué)與工程的專業(yè)設(shè)置、申請要求、發(fā)展前景等。

一、專業(yè)設(shè)置Overview of Programs

在國內(nèi)：

材料科學(xué)與工程屬于工學(xué)學(xué)科門類之中的其中一個一級學(xué)科，下設(shè)3個二級學(xué)科，分別是：材料物理與化學(xué)、材料學(xué)、材料加工工程。

材料科學(xué)與工程專業(yè)是研究材料成分、結(jié)構(gòu)、加工工藝與其性能和應(yīng)用的學(xué)科。主要專業(yè)方向有金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料、耐磨材料、表面強(qiáng)化、材料加工工程等等。

美國材料科學(xué)與工程專業(yè)碩士概況：

美國院校的材料科學(xué)與工程（Materials Science an Engineering,MSE ）設(shè)立在工程學(xué)院。

學(xué)位一般分為Master of Science,Master of Engineering,PhD. MS通常是兩年，側(cè)重學(xué)術(shù)研究，大部分需要寫畢業(yè)論文，可以選擇就業(yè)也可繼續(xù)攻讀PHD學(xué)位。

Meng一般一年，更側(cè)重于實(shí)踐和就業(yè)，可以不寫畢業(yè)論文。此外，有的學(xué)校的MS學(xué)位是作為PhD學(xué)生的中間學(xué)位，不招收terminal master的學(xué)生。

二、主要研究方向Research Areas

材料科學(xué)與工程可按多種方法進(jìn)行分類：

§按物理化學(xué)屬性分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料等

§按用途分為電子材料、宇航材料、建筑材料、能源材料、生物材料等

§實(shí)際應(yīng)用中又常分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料

但不管如何分類，美國院校開設(shè)的材料科學(xué)與工程的碩博項(xiàng)目中，主要有以下研究方向：

1、金屬材料 metallic Materials

金屬材料是最傳統(tǒng)的材料如鋼鐵材料、非晶態(tài)合金、結(jié)構(gòu)金屬材料、功能金屬，它們的微觀結(jié)構(gòu)對材料力學(xué)和物理性能影響，合金中不同成份比例對材料硬度、韌性、拉伸強(qiáng)度的影響。主要課程有當(dāng)代材料、材料科學(xué)和工程介紹、金屬處理、粉末冶、金腐蝕與防護(hù)等。

這個方向比較傳統(tǒng)，競爭不太激烈，要求在國內(nèi)大學(xué)里有金屬材料的背景。

就業(yè)方向是在鋼鐵公司、冶金、機(jī)械、軍工、航空航天、儀表等行業(yè)的公司。

2、無機(jī)非金屬材料 Ceramic Materials

主要研究水泥、玻璃、光導(dǎo)纖維、非金屬礦、絕緣材料、功能陶瓷如壓電陶瓷，由于陶瓷材料耐高溫、耐磨、硬度大在無機(jī)非金屬材料中應(yīng)用最廣泛。這幾年無機(jī)非金屬材料要比金屬材料發(fā)展迅速，尤其是陶瓷方面競爭比較激烈。主要課程有工程力學(xué)、材料科學(xué)、工程材料介紹機(jī)械制圖、陶瓷材料介紹等。

將來就業(yè)可以去建設(shè)單位、設(shè)計院、研究所、建筑施工及管理企業(yè)、質(zhì)檢機(jī)構(gòu)。

3、計算材料科學(xué) Computational Materials Science

主要用計算機(jī)模擬以及分子動力學(xué)的方法進(jìn)行材料結(jié)構(gòu)、特征模擬、復(fù)雜材料的統(tǒng)計力學(xué)、大分子材料理論。主要是理論方面的研究，需要有數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、統(tǒng)計學(xué)的背景。課程設(shè)置有材料原理、混亂和損壞理論、量子力學(xué)與分子動態(tài)仿真、仿真和納米模型系統(tǒng)、計算機(jī)模型、完整的微電子器件裝置。

申請人較少，Ph.D.學(xué)習(xí)難度大，完成學(xué)位時間長，一般需要6年的時間，甚至有些課題需要7年，就業(yè)一般是去大學(xué)任教繼續(xù)從事理論方面的研究。

4、高分子材料 Polymer Materials

主要研究橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)合材料以及這些材料的制備、表征、加工、形貌、特性。主要課程有當(dāng)代材料、材料選擇、聚合物科學(xué)和工程介紹、高分子合成介紹、高分子材料、高分子物理、高分子化學(xué)。

相對較熱門，申請難度比較大。最好有比較好的科研經(jīng)歷，近些年高分子材料發(fā)展迅速應(yīng)用到生活中的各個領(lǐng)域，高分子材料發(fā)展時間不長，所以研究成果多。

就業(yè)：研究所、設(shè)計院、日化公司、汽車、電子電氣、航空航天等企業(yè)。

5、電子、光學(xué)、磁性材料Electronic Materials,Photonic Materials,Magnetic Materials

主要研究光學(xué)與光譜學(xué)、液晶、聚合物二級管、光電池和光子晶體、半導(dǎo)體材料和裝置、磁存儲器、磁性薄膜及磁性發(fā)電機(jī)裝置、壓電晶體的表面和界面特性。主要課程有量子力學(xué)、材料化學(xué)、勢力學(xué)及階段均衡、結(jié)構(gòu)固定的缺點(diǎn)、材料的機(jī)械性能、電子學(xué)、熱力學(xué)、非結(jié)晶固定、高分子物理、材料成像、電子電磁材料。

這個方向競爭最激烈，由于現(xiàn)在社會朝微電子方向發(fā)展，所以就業(yè)前景非常樂觀，可以去電子業(yè)、研究機(jī)構(gòu)、汽車等行業(yè)。

6、新興材料 Emergering Materials

主要包括納米材料、納米復(fù)合材料、生物材料、能源材料，這些材料近些年來迅猛發(fā)展，申請難度比較大，需要申請者有很好的物理、生物、化學(xué)背景。

就業(yè)非常好，可以去制藥廠、醫(yī)療器材、國防機(jī)構(gòu)等。

7、納米材料nanomaterials

納米材料是指三維空間尺度至少有一維處于納米量級(1-100nm)的材料，它是由尺寸介于原子、分子和宏觀體系之間的納米粒子所組成的新一代材料。納米科技是研究由尺寸在0.1至100納米之間的物質(zhì)組成的體系的運(yùn)動規(guī)律和相互作用以及可能的實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)問題的科學(xué)技術(shù)?？裳苌黾{米電子學(xué)、機(jī)械學(xué)、生物學(xué)、材料學(xué)加工學(xué)等。

納米材料的應(yīng)用前景是十分廣闊的，如：納米電子器件，醫(yī)學(xué)和健康，航天、航空和空間探索，環(huán)境、資源和能量，生物技術(shù)等。

目前只有納米粉末實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)（如碳酸鈣、白炭黑、氧化鋅等），其它納米材料基本上還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。

8、生物材料Biomaterials

生物材料是用來對人體組織和器官進(jìn)行診斷、治療、修復(fù)或增進(jìn)其功能的先進(jìn)材料，又稱生物醫(yī)用材料。生物材料是材料科學(xué)領(lǐng)域中正在發(fā)展的多種學(xué)科相互交叉滲透的領(lǐng)域，其研究內(nèi)容涉及材料科學(xué)、生命科學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、解剖學(xué)、病理學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、藥物學(xué)等學(xué)科，同時還涉及工程技術(shù)和管理科學(xué)的范疇。

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)正向再生和重建被損壞的人體組織和器官、恢復(fù)和增進(jìn)人體生理功能、個性化和微創(chuàng)治療等方向發(fā)展。傳統(tǒng)的無生命的醫(yī)用金屬、高分子、生物陶瓷等常規(guī)材料已不能滿足醫(yī)學(xué)發(fā)展的要求，生物醫(yī)學(xué)材料科學(xué)與工程面臨著新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

未來，生物醫(yī)用材料的市場占有率大有可能將趕上藥物。因此，我國生物醫(yī)用材料的研臨床應(yīng)用研究和推廣應(yīng)用有很大的發(fā)展前景。

9、能源材料Energy Materials

在新材料領(lǐng)域，能源材料指的是那些正在發(fā)展的、可能支持建立新能源系統(tǒng)滿足各種新能源及節(jié)能技術(shù)的特殊要求的材料。大體上按照使用目的可以把能源材料分成能源工業(yè)材料、新能源材料、節(jié)能材料、儲能材料等大類。

隨著科技的不斷發(fā)展，綠色環(huán)保觀念也不斷深入人心，不可再生能源的逐步減少也必然促使人類尋求新型能源。隨著可持續(xù)發(fā)展的持續(xù)推薦，新能源汽車的普及，新能源材料也會持續(xù)快速發(fā)展。

【微語】留學(xué)是一條漫長的路，不要因小失大。在留學(xué)中，你可以感悟人生，體驗(yàn)文化，磨礪意志，陶冶情操，但千萬不要迷失方向。