材料科学是一个多学科的STEM领域，涉及创造和制造具有特定期望性能的新材料。材料科学位于工程和自然科学之间的边界，因此，该领域经常被贴上“材料科学和工程”这两个术语的标签

新材料的开发和测试涉及许多领域，包括化学、物理、生物学、数学、机械工程和电气工程。

主要收获：材料科学

• 材料科学是一个广泛的跨学科领域，专注于创造具有特定性质的材料。
• 该领域的专业包括塑料、陶瓷、金属、电气材料或生物材料。
• 典型的材料科学课程强调数学、化学和物理。

材料科学专业

手机屏幕上的玻璃、用于产生太阳能的半导体、足球头盔上的减震塑料以及自行车车架上的金属合金都是材料科学家的产品。一些材料科学家在设计和控制化学反应以创造新材料时，在光谱的科学端工作。其他人在该领域的应用科学和工程方面做得更多，因为他们测试材料的具体应用，开发生产新材料的方法，并将材料的性能与产品所需的规格相匹配。

由于该领域非常广泛，学院和大学通常将该领域分为几个子领域。

陶瓷和玻璃

陶瓷和玻璃工程可以说是最古老的科学领域之一，因为第一批陶瓷容器大约是在12000年前发明的。尽管餐具、马桶、水槽和窗户等日常用品仍然是该领域的一部分，但近几十年来出现了许多高科技应用。康宁公司开发的Gorilla玻璃——用于几乎所有触摸屏的高强度耐用玻璃——已经在许多技术领域发生了革命性的变化。高强度陶瓷，如碳化硅和碳化硼，有许多工业和军事用途，耐火材料用于任何高温环境，从核反应堆到航天器的热屏蔽。在医疗领域，陶瓷的耐久性和强度使其成为许多关节置换术的核心组成部分。

聚合物

聚合物科学家主要研究塑料和弹性体，它们是由长链状分子组成的相对较轻且通常具有柔性的材料。从塑料饮料瓶到汽车轮胎，再到防弹凯夫拉背心，聚合物在我们的世界中扮演着深远的角色。学习聚合物的学生需要很强的有机化学技能。在工作场所，科学家们致力于制造具有特定应用所必需的强度、柔韧性、硬度、热性能甚至光学特性的塑料。该领域目前面临的一些挑战包括开发在环境中分解的塑料，以及创建用于救生医疗程序的定制塑料。

金属

冶金科学有着悠久的历史。铜已经被人类使用了10000多年，而更坚固的铁可以追溯到3000多年前。事实上，由于冶金技术在武器和装甲上的应用，冶金技术的进步可以与文明的兴衰联系在一起。冶金仍然是军事上的一个重要领域，但它在汽车、计算机、航空和建筑行业也有着重要的作用。冶金学家通常致力于开发具有特定应用所需强度、耐久性和热性能的金属和金属合金。

电子材料

从广义上讲，电子材料是用于制造电子设备的任何材料。材料科学的这一分支领域涉及导体、绝缘体和半导体的研究。计算机和通信领域严重依赖电子材料方面的专家，在可预见的未来，对专家的需求将保持强劲。我们一直在寻找更小、更快、更可靠的电子设备和通信系统。太阳能等可再生能源也依赖于电子材料，在这方面仍有很大的提高效率的空间。

生物材料

生物材料领域已经存在了几十年，但它在二十一世纪已经起飞。“生物材料”这个名称可能有点误导，因为它不是指软骨或骨等生物材料。相反，它指的是与生命系统相互作用的材料。生物材料可以是塑料、陶瓷、玻璃、金属或复合材料，但它们具有一些与医疗或诊断相关的功能。人工心脏瓣膜、隐形眼镜和人工关节都是由生物材料制成的，这些材料具有特定的特性，可以与人体协同工作。人工组织、神经和器官是当今新兴的研究领域。

大学材料科学课程

如果你主修材料科学和工程，你很可能需要通过微分方程学习数学，学士学位的核心课程可能包括物理、生物和化学课程。其他课程将更加专业化，可能包括以下主题：

• 材料的力学行为
• 材料加工
• 材料热力学
• 结晶学与结构
• 材料的电子性质
• 材料表征
• 复合材料
• 生物医学材料
• 聚合物

一般来说，在材料科学课程中，你会学到很多化学和物理知识。你将有许多选修课可供选择，因为你决定了一个专业，如塑料、陶瓷或金属。

材料科学专业最好的学校

如果你对材料科学和工程感兴趣，你可能会在综合性大学和技术研究所找到最好的课程。规模较小的地方性大学和文科学院往往没有强大的工程课程，尤其是跨学科领域，如材料科学，需要大量的实验室基础设施。在美国的以下学校可以找到强大的材料科学课程：

• 加州理工学院（加州理工学院）
• 卡内基梅隆大学
• 康奈尔大学
• 乔治亚理工学院（乔治亚理工学院）
• 麻省理工学院（MIT）
• 西北大学
• 斯坦福大学
• 加州大学伯克利分校
• 伊利诺伊大学香槟分校
• 美国密歇根大学

请记住，所有这些学校都是高度选择性的。事实上，麻省理工学院、加州理工学院、西北大学和斯坦福大学位列全美20所最具选择性的大学之列，康奈尔大学也紧随其后。

材料科学家平均工资

几乎所有工程学毕业生在我们的技术领域都有很好的工作前景，材料科学与工程也不例外。当然，你的潜在收入与你所从事的工作类型有关。材料科学家可以在私人、政府或教育部门工作。Payscale.com表示，拥有材料科学学士学位的员工在职业生涯早期的平均工资为67900美元，在职业生涯中期的平均工资为106300美元。