在科學(xué)技術(shù)的不斷推進(jìn)下，材料科學(xué)與工程（Materials Science and Engineering）已經(jīng)成為一個(gè)涵蓋多學(xué)科領(lǐng)域的綜合性研究領(lǐng)域。當(dāng)它與電子工程結(jié)合時(shí)，衍生出電子材料；與機(jī)械工程結(jié)合時(shí)，衍生出結(jié)構(gòu)材料；與生物學(xué)結(jié)合時(shí)，衍生出生物材料等。下面我們將詳細(xì)介紹美國材料科學(xué)專業(yè)的各個(gè)分支學(xué)科及其研究?jī)?nèi)容。
一、高分子材料科學(xué)（Polymer Materials）
高分子材料在我們的日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，如輪胎、液晶電視、衣以及航天飛機(jī)等。這些材料的研發(fā)和應(yīng)用，構(gòu)成了材料科學(xué)中的一個(gè)重要分支?；瘜W(xué)工程專業(yè)背景的學(xué)生，若具備相關(guān)的課程背景，也可以申請(qǐng)材料專業(yè)下的高分子方向。
二、金屬材料學(xué)（Metallic Materials）
金屬材料是最傳統(tǒng)的材料之一，包括鋼鐵材料、非晶態(tài)合金、結(jié)構(gòu)金屬材料和功能金屬等。這些材料的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)其力學(xué)和物理性能有著顯著影響，而合金中不同成分的比例則影響著材料的硬度、韌性以及拉伸強(qiáng)度。目前，對(duì)于金屬材料的研究正與納米材料和復(fù)合材料相結(jié)合，進(jìn)一步拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。
三、無機(jī)非金屬材料學(xué)（Ceramic Materials）
無機(jī)非金屬材料主要研究水泥、玻璃、光導(dǎo)纖維、非金屬礦、絕緣材料以及功能陶瓷等。由于陶瓷材料具有耐高溫、耐磨、硬度大等特點(diǎn)，使其在無機(jī)非金屬材料中應(yīng)用最為廣泛。近年來，無機(jī)非金屬材料的發(fā)展速度較快，尤其在陶瓷領(lǐng)域，競(jìng)爭(zhēng)尤為激烈。
四、計(jì)算材料科學(xué)（Computational Materials Science）
這是一種工程技術(shù)方法，主要利用計(jì)算機(jī)模擬和分子動(dòng)力學(xué)等方法，對(duì)材料結(jié)構(gòu)、特性進(jìn)行模擬和研究。它涉及到復(fù)雜材料的統(tǒng)計(jì)力學(xué)、大分子材料理論等，為材料的研發(fā)和優(yōu)化提供理論支持。
五、電子、光學(xué)、磁性材料科學(xué)（Optical, Electronic and Magnetic Materials）
這一領(lǐng)域主要研究光學(xué)與光譜學(xué)、液晶技術(shù)、聚合物二級(jí)管、光電池和光子晶體等。由于現(xiàn)代社會(huì)正朝向微電子方向發(fā)展，這個(gè)方向的競(jìng)爭(zhēng)尤為激烈，但其就業(yè)前景非常樂觀。
六、生物材料學(xué)（Biomaterials）
生物材料學(xué)主要研究碳納米管的合成及自然材料的特性、有機(jī)和生物材料化學(xué)等。在醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域，生物材料有著廣泛的應(yīng)用，如人造骨骼和人造肌肉等。研究過程中還會(huì)與仿生學(xué)相結(jié)合，開發(fā)出更多具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的材料。
七、納米材料科學(xué)（Nano Materials）
納米材料科學(xué)主要研究量子力學(xué)、材料的機(jī)械性能以及納米科學(xué)與工程等。納米材料因其獨(dú)特的性能和廣闊的應(yīng)用前景，成為一個(gè)回報(bào)率較高的研究方向。盡管其就業(yè)前景在某些方面不是十分理想，但仍是科研和工業(yè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
八、能源材料科學(xué)（Energy Materials）
能源材料科學(xué)主要研究太陽能電池、能量貯存等，其中最為常見和應(yīng)用廣泛的就是太陽能電池板。隨著人們對(duì)可再生能源的依賴程度不斷增加，能源材料的研究也日益受到重視。
九、復(fù)合材料學(xué)（Composite materials）
復(fù)合材料學(xué)是研究由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料組成的新的復(fù)合材料。通過各種材料的性能互補(bǔ)和協(xié)同效應(yīng)，復(fù)合材料往往具有優(yōu)于原組成材料的綜合性能。
以上就是美國材料科學(xué)專業(yè)的多元分支領(lǐng)域及其研究深度。若您對(duì)留學(xué)美國感興趣，歡迎您咨詢我們的教育咨詢專家。我們專注于美國TOP30名校的申請(qǐng)服務(wù)，采用先進(jìn)的留學(xué)服務(wù)體系，為學(xué)生申請(qǐng)美國名校提供全方位的支持和保障。