材料科学研究什么?
材料科学是一门基础性学科,主要研究材料的结构与性能之间的关系、组成与工艺对于材料性能的影响规律等知识,为材料的研发、设计提供理论基础和实验依据。 举例: 比如制作铁氧体材料,需要了解铁和氧的原子排列方式(晶体结构)对材料磁性和导热性的影响;知道形成该结构的催化剂成分以及反应条件(制备工艺)对产物的相对晶粒尺寸、晶格畸变度和磁性强度等的影响规律,进而通过调节这些因素来得到所需性能的材料。 再比如,可以通过控制合成反应的条件来制备不同厚度的单晶纳米膜,这些厚度仅为几十纳米的单晶薄膜具有超乎想象的强大力学性能,能够承受自身重量几百倍的压力而不折断! 这都为新材料的开发提供了重要基础。
除了从0到1的过程,材料科学还包括从1到N的应用研究,即基于给定原料如何得到特定的目标产物并实现工业化大生产。在课题组进行科研论文发表的基础上还有大量的工作是在实验室中从事材料在特定应用方向上的基础研究,以明确问题症结所在并提出解决方案。