教授带你“逛“专业

专业名称:材料科学与工程

专业导游:材料科学与工程学院 韩高荣教授


 

Q1:材料科学与工程专业的学习(研究)对象是什么?

主要学习材料科学与工程领域的自然科学知识、专业基础理论、学科前沿知识以及科研实践技能,掌握材料的化学成分、组织结构与使役性能之间关系的基本规律,接受各种先进材料的制备与加工、组织结构分析以及性能检测等技能方面的综合训练,具备新材料、新工艺、新产品的设计开发以及产品质量控制等方面的基本能力。

Q2:材料科学与工程专业本科核心课程有哪些?

材料科学与工程专业本科核心课程有:物理化学、材料物理、材料化学、材料计算与设计、材料科学基础、材料工艺学、材料性能、材料表征等。其中,材料科学基础、材料工艺学、材料性能、材料表征都有相关的实验课。

Q3:学材料科学与工程专业的学生需要具备什么特质?

材料专业对学生的特质要求并不高,只是要求知识结构相对比较均衡。因为从材料的合成制备来说,侧重需要化学知识;从材料的性能测试来说,侧重需要物理知识;从材料的理论分析来说,侧重需要数学知识。再加上材料科学与工程作为一门国际化程度较高的学科,良好的外语水平显然会对你未来的成功有所帮助。“材料科学与工程”一头连接科学研究,一头连接工程应用。近几年诺贝尔物理学奖、化学奖获得者的主要研究成果如石墨烯、准晶材料等,已经清晰地体现出材料在现代社会发展中所起的关键作用。

Q4:在材料科学与工程专业学习过程中,有可能遇到的困难是什么?

学生需要克服偏科的问题。大家从“材料科学与工程”的专业名称来看也能明白,也就是要求学生既要懂“科学”——会理论、会基础,又要懂“工程”——会实践、会动手。

Q5:社会上是否存在对材料科学与工程专业的理解误区?

材料的发展史很长,人类的文明史就是以材料作为时代标志:石器时代—青铜时代—铁器时代—智能材料……一路过来的。在现代社会,材料研究和应用的主战场已经从传统的结构材料转移到了先进的功能材料领域,如集成电路芯片、液晶显示屏电子材料、电动汽车动力电池材料等等,都是目前材料领域比较热门的研究方向。而先进功能材料研究方面,既是浙大材料的学科特色,也是浙大材料的专业所长。

Q6:现实中有哪些问题需要通过材料科学与工程专业的人才来解决?

结合现代社会生活来看,例如很多人都在使用的iPhone 智能手机,虽然它的价格很高、功能很先进,但是它的电池一般充一次只能用一两天,这样的储能能力在我们材料专业人士来看是远远不够的。如果我们能尽快研制出新材料,让它的芯片处理能力和电池能量密度提高几倍甚至十几倍,那么下一代iPhone 手机也许就可以单次充电用一个礼拜了。又比如现在我们大城市的雾霾这么严重,雾霾中含有大量的氮氧化物和硫氧化物。对于雾霾的治理,尤其是氮氧化物的处理就需要利用我们研发出高效的催化材料把它们转化处理掉;汽车尾气污染物的排放也被认为是产生雾霾的“元凶”之一,如果能使用氢燃料电池动力汽车,就可以彻底解决汽车污染物的排放问题。目前,杭州等全国多地在有意向推广新能源动力汽车,但是难题还是在能源材料上,如纯电动汽车使用的动力电池电极材料,它们的储能密度还有待提高,这些问题都需要材料专业方面的人才去进一步研究解决。

Q7:材料科学与工程专业的毕业生,主要面向哪些行业就业?

浙江大学于1978年建立了我国高校中的第一个材料科学与工程学系,2014年更名为材料科学与工程学院。浙江大学材料学院紧紧围绕国家的信息、能源、生物医用技术发展战略目标,以信息材料和能源材料研究为特色,主要开展集成电路用硅材料、磁性材料、发光材料、电子陶瓷、LED材料、储氢材料、热电材料、动力电池电极材料、建筑节能材料、组织修复与再生医用材料、航空航天复合材料等研究,坚持基础研究和工程应用并重。据201711月美国ESI对全球材料学科的最新评估显示,浙江大学材料学科位居全球高校的第9位。就浙大材料专业本科毕业生而言,以读研继续深造为主,平均每年的国内外读研深造率约70%。毕业生中,除在高校和研究机构从事材料研究外,主流是前往一些新兴的高新材料行业就业。此外,在打下扎实的材料科学知识的基础上,也有部分同学毕业从事材料贸易、材料产业的证券分析等方面的工作。

Q8:材料科学与工程专业有哪些知名校友?

尽管建系时间不长,材料学院校友中人才辈出,且不拘一格。从中科院院士等学术精英到世界五百强名企高管,从创业楷模到共和国驻外大使,呈现出多元化成才的态势。在最近一次的教育部材料学科评估“优秀毕业生”这一指标栏目中,浙江大学材料学院名列全国第2。中国大陆高校中以第一作者发表ScienceNature正刊学术论文的第一个在读研究生,就是浙大材料学院的本科毕业生。

 

 

材料科学与工程最吸引我的——

 

为什么玻璃是透明的,金刚钻能揽瓷器活,荷叶上的水珠晶莹滚圆?从小对世间万物为什么各有特性的好奇心让我选择了材料科学与工程的专业。从基础的数理化出发,以对材料微观结构的了解为切入点,材料科学赋予了我新的视角来看这世间的万物。你会发现生活中的一点一滴都和材料科学与工程密不可分,书本和课堂中学到的知识不再只是考试专用而是真正可以服务于生活。将自己的所学所知运用于实际,指导生活生产,这不是最有趣的事吗?

——材料学院2012级本科生许倩

(后进入美国麻省理工学院)

 

材料被誉为当代文明的三大支柱之一,标志着人类社会的发展进程。研究材料科学是非常有意义的,让我们这些年轻的学者感受到像是被赋予了推动历史的使命感和自豪感。当然道路是很艰辛曲折的,路漫漫其修远兮!然而材料科学的奇妙之处在于它既不像纯理论的数理化研究,也不是脱离基础科学只追求工业化的纯应用科学,它起着承上启下的作用。以大学里数理化为基础,构起组分、结构与性能之间的联系,进而为材料在当今社会中发挥的巨大作用打下坚实的基础。材料科学研究过程中实践与理论结合非常紧密,倒也不少乐趣,并不枯燥。同时材料科学也为我们广大的年轻学者,无论倾向于基础性研究还是偏爱工程化应用,提供了广阔的平台。

——2012级直博生戴兴良

 

材料科学与工程专业正如其名字所言,对象是“材料”,类型有“基础科学”和“工程应用”。未来的职业发展方向也相应的分为在学术界做科研的“学者”,和在工业界做研发的“工程师”。材料通常是制造业的基础上游产业,因此材料领域所做的研究大多是超前的国际前沿热点,可能对未来若干年后社会发展有重大意义的内容。拿我现在研究生期间的课题——量子点发光二极管材料(QLED)——来举例,同学们平时可能听过固体LED照明和三星的OLED显示屏,我们这个QLED材料就是未来可能取代传统LED照明和传统显示屏的一种新兴材料。至于这个“未来”有多远?距离产业化还有多久?答案就是需要你、需要我们这些做材料研究的人孜孜不倦而奋斗的。

——材料学院2013级本科生郑雪绒