สหวิทยาการด้านของวัสดุศาสตร์ยังเรียกกันทั่วไปวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมครอบคลุมการออกแบบและการค้นพบของวัสดุใหม่โดยเฉพาะอย่างยิ่งของแข็ง ต้นกำเนิดทางปัญญาของลำต้นวัสดุศาสตร์จากการตรัสรู้เมื่อนักวิจัยเริ่มที่จะใช้การคิดวิเคราะห์จากเคมี , ฟิสิกส์และวิศวกรรมที่จะเข้าใจโบราณปรากฏการณ์สังเกตในโลหะและแร่ [1] [2]วัสดุศาสตร์ยังคงรวมเอาองค์ประกอบของฟิสิกส์เคมีและวิศวกรรม ด้วยเหตุนี้สถาบันการศึกษาจึงได้รับการพิจารณามานานแล้วว่าเป็นสาขาย่อยของสาขาที่เกี่ยวข้องเหล่านี้ เริ่มต้นในทศวรรษที่ 1940 วัสดุศาสตร์เริ่มได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางมากขึ้นว่าเป็นสาขาวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่เฉพาะเจาะจงและแตกต่างกันและมหาวิทยาลัยด้านเทคนิคชั้นนำทั่วโลกได้สร้างโรงเรียนเฉพาะสำหรับการศึกษา Show
นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุเน้นความเข้าใจความเป็นมาของวัสดุ ( การแปรรูป ) มีอิทธิพลต่อโครงสร้างอย่างไรและคุณสมบัติและประสิทธิภาพของวัสดุ ความเข้าใจเกี่ยวกับความสัมพันธ์ของการประมวลผลโครงสร้างคุณสมบัติเรียกว่ากระบวนทัศน์วัสดุ กระบวนทัศน์นี้จะใช้ในการทำความเข้าใจล่วงหน้าในความหลากหลายของพื้นที่วิจัยรวมทั้งนาโนเทคโนโลยี , วัสดุและโลหการ วัสดุศาสตร์ยังเป็นส่วนสำคัญของวิศวกรรมทางนิติวิทยาศาสตร์และการวิเคราะห์ความล้มเหลว - การตรวจสอบวัสดุผลิตภัณฑ์โครงสร้างหรือส่วนประกอบซึ่งล้มเหลวหรือไม่ทำงานตามที่ตั้งใจไว้ซึ่งก่อให้เกิดการบาดเจ็บหรือความเสียหายต่อทรัพย์สิน การตรวจสอบดังกล่าวเป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจตัวอย่างเช่นสาเหตุของอุบัติเหตุการบินและเหตุการณ์ต่างๆ วัสดุที่เลือกใช้ในยุคที่กำหนดมักเป็นจุดกำหนด วลีเช่นยุคหิน , ยุคสำริด , ยุคเหล็กและเหล็กอายุเป็นประวัติศาสตร์ถ้าตัวอย่างโดยพลการ แต่เดิมมาจากการผลิตเซรามิกส์และโลหะวิทยาเชิงอนุพันธ์เชิงสังเคราะห์วัสดุศาสตร์เป็นรูปแบบวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์ประยุกต์ที่เก่าแก่ที่สุดรูปแบบหนึ่ง วัสดุศาสตร์สมัยใหม่พัฒนามาจากโลหะวิทยาโดยตรงซึ่งวิวัฒนาการมาจากการขุดและเซรามิก (น่าจะ) และก่อนหน้านี้จากการใช้ไฟ ความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับวัสดุเกิดขึ้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 เมื่อJosiah Willard Gibbsนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างอะตอมในขั้นตอนต่างๆเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุ องค์ประกอบที่สำคัญของวัสดุศาสตร์สมัยใหม่คือผลงานของSpace Race ; ความเข้าใจและวิศวกรรมของโลหะผสมและซิลิกาและคาร์บอนวัสดุที่ใช้ในการสร้างยานพาหนะพื้นที่ช่วยให้การตรวจสอบข้อเท็จจริงของพื้นที่ วัสดุศาสตร์มีการขับเคลื่อนและรับแรงหนุนจากการพัฒนาของเทคโนโลยีการปฏิวัติเช่นยาง , พลาสติก , เซมิคอนดักเตอร์และวัสดุการแพทย์ ก่อนทศวรรษที่ 1960 (และในบางกรณีหลายทศวรรษหลังจากนั้น) ในที่สุดแผนกวัสดุศาสตร์หลายแห่งเป็นแผนกวิศวกรรมโลหะวิทยาหรือเซรามิกส์ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงความสำคัญของโลหะและเซรามิกในศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 การเติบโตของวัสดุศาสตร์ในสหรัฐอเมริกาได้รับการกระตุ้นส่วนหนึ่งโดยหน่วยงานโครงการวิจัยขั้นสูงซึ่งให้ทุนสนับสนุนห้องปฏิบัติการที่มหาวิทยาลัยเป็นเจ้าภาพในช่วงต้นทศวรรษ 1960 "เพื่อขยายโครงการวิจัยและฝึกอบรมพื้นฐานด้านวัสดุศาสตร์ระดับชาติ " [3]ข้อมูลที่มีตั้งแต่ขยายที่จะรวมถึงระดับของวัสดุทุกคนรวมทั้งเซรามิก , โพลิเมอร์ , เซมิคอนดักเตอร์ , แม่เหล็กวัสดุวัสดุชีวภาพและวัสดุนาโนจำแนกออกเป็นสามกลุ่มที่แตกต่าง: เซรามิกโลหะและโพลิเมอร์ การเปลี่ยนแปลงที่โดดเด่นในด้านวัสดุศาสตร์ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาคือการใช้การจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อค้นหาวัสดุใหม่ทำนายคุณสมบัติและทำความเข้าใจปรากฏการณ์ กระบวนทัศน์ของวัสดุแสดงในรูปของจัตุรมุข วัสดุถูกกำหนดให้เป็นสาร (ส่วนใหญ่มักจะเป็นของแข็ง แต่สามารถรวมขั้นตอนการควบแน่นอื่น ๆ ได้) ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้สำหรับการใช้งานบางประเภท [4]มีวัสดุมากมายรอบตัวเรา; สามารถพบได้ในทุกสิ่งตั้งแต่อาคารและรถยนต์ไปจนถึงยานอวกาศ เรียนหลักของวัสดุโลหะ , เซมิคอนดักเตอร์ , เซรามิกและพอลิเมอ [5]ใหม่และวัสดุขั้นสูงที่มีการพัฒนารวมถึงวัสดุนาโน , วัสดุ , [6]และวัสดุพลังงานเพื่อชื่อไม่กี่ พื้นฐานของวัสดุศาสตร์คือการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างของวัสดุวิธีการแปรรูปเพื่อสร้างวัสดุนั้นและคุณสมบัติของวัสดุที่เป็นผลลัพธ์ การผสมผสานที่ซับซ้อนของสิ่งเหล่านี้ทำให้เกิดประสิทธิภาพของวัสดุในการใช้งานเฉพาะ คุณสมบัติมากมายในเครื่องชั่งที่มีความยาวจำนวนมากส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของวัสดุตั้งแต่องค์ประกอบทางเคมีที่เป็นส่วนประกอบโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติระดับมหภาคจากการประมวลผล ร่วมกับกฎหมายของอุณหพลศาสตร์และวัสดุจลนศาสตร์นักวิทยาศาสตร์มุ่งที่จะทำความเข้าใจและปรับปรุงวัสดุ โครงสร้างโครงสร้างเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของสาขาวัสดุศาสตร์ วัสดุศาสตร์จะตรวจสอบโครงสร้างของวัสดุตั้งแต่ระดับอะตอมจนถึงระดับมหภาค การจำแนกลักษณะเป็นวิธีที่นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุตรวจสอบโครงสร้างของวัสดุ เรื่องนี้เกี่ยวข้องกับวิธีการเช่นการเลี้ยวเบนด้วยรังสีเอกซ์ , อิเล็กตรอนหรือนิวตรอนและรูปแบบต่างๆของสเปกโทรสโกและการวิเคราะห์ทางเคมีเช่นรามันสเปกโทรสโก , สเปกโทรสโกพลังงานกระจาย , โค , การวิเคราะห์ความร้อน , กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนการวิเคราะห์อื่น ๆ โครงสร้างมีการศึกษาในระดับต่อไปนี้ โครงสร้างอะตอมสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับอะตอมของวัสดุและวิธีการจัดเรียงเพื่อให้โมเลกุลผลึก ฯลฯ คุณสมบัติทางไฟฟ้าแม่เหล็กและทางเคมีของวัสดุส่วนใหญ่เกิดจากโครงสร้างระดับนี้ สเกลความยาวที่เกี่ยวข้องอยู่ในอังสตรอม ( Å ) พันธะเคมีและการจัดเรียงอะตอม (ผลึก) เป็นพื้นฐานในการศึกษาคุณสมบัติและพฤติกรรมของวัสดุใด ๆ พันธะเพื่อให้ได้ความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับโครงสร้างของวัสดุและความสัมพันธ์กับคุณสมบัติของมันอย่างไรนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุจะต้องศึกษาว่าอะตอมไอออนและโมเลกุลต่างๆจัดเรียงและยึดติดกันอย่างไร เรื่องนี้เกี่ยวข้องกับการศึกษาและการใช้เคมีควอนตัมหรือฟิสิกส์ควอนตัม ฟิสิกส์ของรัฐที่มั่นคง , เคมีของรัฐที่มั่นคงและเคมีกายภาพยังมีส่วนร่วมในการศึกษาของพันธะและโครงสร้าง การตกผลึกโครงสร้างผลึกของเพอรอฟสกีด้วยสูตรเคมี ABX 3 [7] Crystallography เป็นวิทยาศาสตร์ที่ตรวจสอบการจัดเรียงของอะตอมในของแข็งที่เป็นผลึก Crystallography เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์สำหรับนักวิทยาศาสตร์วัสดุ ในผลึกเดี่ยวผลของการจัดเรียงผลึกของอะตอมมักจะมองเห็นได้ง่ายในระดับมหภาคเนื่องจากรูปร่างของผลึกตามธรรมชาติสะท้อนโครงสร้างอะตอม นอกจากนี้คุณสมบัติทางกายภาพมักถูกควบคุมโดยข้อบกพร่องของผลึก ความเข้าใจเกี่ยวกับโครงสร้างผลึกเป็นสิ่งสำคัญเบื้องต้นในการทำความเข้าใจข้อบกพร่องของผลึก โดยส่วนใหญ่วัสดุไม่ได้เกิดขึ้นเป็นผลึกเดี่ยว แต่อยู่ในรูปแบบโพลีคริสตัลลีนซึ่งเป็นผลึกหรือธัญพืชขนาดเล็กที่มีการวางแนวต่างกัน ด้วยเหตุนี้วิธีการเลี้ยวเบนของผงซึ่งใช้รูปแบบการเลี้ยวเบนของตัวอย่างโพลีคริสตัลไลน์ที่มีผลึกจำนวนมากจึงมีบทบาทสำคัญในการกำหนดโครงสร้าง วัสดุส่วนใหญ่มีโครงสร้างเป็นผลึก แต่วัสดุที่สำคัญบางชนิดไม่มีโครงสร้างผลึกปกติ โพลีเมอร์แสดงระดับความเป็นผลึกที่แตกต่างกันและหลายชนิดไม่เป็นผลึกโดยสิ้นเชิง แก้วเซรามิกบางชนิดและวัสดุธรรมชาติหลายชนิดเป็นอสัณฐานไม่มีการจัดเรียงอะตอมในระยะยาวใด ๆ การศึกษาพอลิเมอร์รวมองค์ประกอบของอุณหพลศาสตร์เคมีและสถิติเพื่อให้คำอธิบายคุณสมบัติทางกายภาพและทางอุณหพลศาสตร์ โครงสร้างนาโนโครงสร้างนาโนของ Buckminsterfullerene วัสดุซึ่งอะตอมและโมเลกุลก่อตัวเป็นองค์ประกอบในระดับนาโน (กล่าวคือสร้างโครงสร้างนาโน) เรียกว่าวัสดุนาโน วัสดุนาโนอยู่ภายใต้การวิจัยที่เข้มข้นในชุมชนวัสดุศาสตร์เนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะที่จัดแสดง โครงสร้างนาโนเกี่ยวข้องกับวัตถุและโครงสร้างที่อยู่ในช่วง 1 - 100 นาโนเมตร [8]ในวัสดุหลายชนิดอะตอมหรือโมเลกุลรวมตัวกันเพื่อสร้างวัตถุในระดับนาโน สิ่งนี้ทำให้เกิดคุณสมบัติทางไฟฟ้าแม่เหล็กแสงและเชิงกลที่น่าสนใจมากมาย ในการอธิบายโครงสร้างนาโนก็เป็นสิ่งจำเป็นที่จะแยกความแตกต่างระหว่างจำนวนมิติในระดับนาโน พื้นผิวนาโนเท็กซ์เจอร์มีมิติเดียวในระดับนาโนกล่าวคือมีเพียงความหนาของพื้นผิวของวัตถุที่อยู่ระหว่าง 0.1 ถึง 100 นาโนเมตร ท่อนาโนมีสองมิติในระดับนาโนกล่าวคือเส้นผ่านศูนย์กลางของท่ออยู่ระหว่าง 0.1 ถึง 100 นาโนเมตร ความยาวของมันอาจมากกว่านี้มาก สุดท้ายอนุภาคนาโนทรงกลมมีสามมิติในระดับนาโนกล่าวคืออนุภาคมีขนาดระหว่าง 0.1 ถึง 100 นาโนเมตรในแต่ละมิติเชิงพื้นที่ คำว่าอนุภาคนาโนและอนุภาคขนาดเล็กพิเศษ (UFP) มักใช้ในคำพ้องความหมายแม้ว่า UFP จะสามารถเข้าถึงช่วงไมโครเมตรได้ คำว่า 'โครงสร้างนาโน' มักใช้เมื่อพูดถึงเทคโนโลยีแม่เหล็ก โครงสร้างระดับนาโนในทางชีววิทยามักจะเรียกว่าultrastructure โครงสร้างจุลภาคโครงสร้างจุลภาคของเพิร์ลไลท์ โครงสร้างจุลภาคหมายถึงโครงสร้างของพื้นผิวที่เตรียมไว้หรือฟอยล์บาง ๆ ของวัสดุที่เปิดเผยโดยกล้องจุลทรรศน์ที่มีกำลังขยายมากกว่า 25 เท่า เกี่ยวข้องกับวัตถุตั้งแต่ 100 นาโนเมตรถึงไม่กี่ซม. โครงสร้างจุลภาคของวัสดุ (ซึ่งสามารถจำแนกได้อย่างกว้าง ๆ เป็นโลหะพอลิเมอร์เซรามิกและคอมโพสิต) สามารถมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติทางกายภาพเช่นความแข็งแรงความเหนียวความเหนียวความแข็งความต้านทานการกัดกร่อนพฤติกรรมอุณหภูมิสูง / ต่ำความต้านทานการสึกหรอและอื่น ๆ . วัสดุดั้งเดิมส่วนใหญ่ (เช่นโลหะและเซรามิกส์) มีโครงสร้างจุลภาค การผลิตคริสตัลที่สมบูรณ์แบบของวัสดุนั้นเป็นไปไม่ได้ทางกายภาพ ตัวอย่างเช่นวัสดุที่เป็นผลึกใด ๆ จะมีข้อบกพร่องเช่นตกตะกอนขอบเขตเกรน ( ความสัมพันธ์ Hall – Petch ) ตำแหน่งว่างอะตอมคั่นระหว่างหน้าหรืออะตอมทดแทน โครงสร้างจุลภาคของวัสดุเผยให้เห็นข้อบกพร่องที่ใหญ่ขึ้นเหล่านี้และความก้าวหน้าในการจำลองทำให้มีความเข้าใจเพิ่มขึ้นว่าสามารถใช้ข้อบกพร่องเพื่อเพิ่มคุณสมบัติของวัสดุได้อย่างไร โครงสร้างมหภาคโครงสร้างมหภาคคือลักษณะของวัสดุในขนาดมิลลิเมตรเป็นเมตรเป็นโครงสร้างของวัสดุที่มองเห็นด้วยตาเปล่า คุณสมบัติวัสดุมีคุณสมบัติมากมายรวมถึงสิ่งต่อไปนี้
คุณสมบัติของวัสดุเป็นตัวกำหนดความสามารถในการใช้งานและด้วยเหตุนี้การประยุกต์ใช้ทางวิศวกรรม กำลังประมวลผลการสังเคราะห์และการแปรรูปเกี่ยวข้องกับการสร้างวัสดุที่มีโครงสร้างไมโครนาโนที่ต้องการ จากมุมมองทางวิศวกรรมไม่สามารถใช้วัสดุในอุตสาหกรรมได้หากไม่มีการพัฒนาวิธีการผลิตแบบประหยัด ดังนั้นการแปรรูปวัสดุจึงมีความสำคัญต่อสาขาวัสดุศาสตร์ วัสดุที่แตกต่างกันต้องใช้วิธีการแปรรูปหรือการสังเคราะห์ที่แตกต่างกัน ยกตัวอย่างเช่นการประมวลผลของโลหะได้รับในอดีตที่สำคัญมากและมีการศึกษาภายใต้สาขาวัสดุศาสตร์ที่มีชื่อทางกายภาพโลหะ นอกจากนี้วิธีการทางเคมีและทางกายภาพนอกจากนี้ยังใช้ในการสังเคราะห์วัสดุอื่น ๆ เช่นโพลีเมอ , เซรามิก , ฟิล์มบางฯลฯ เป็นของศตวรรษที่ 21 ต้นวิธีการใหม่ที่ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อ nanomaterials สังเคราะห์เช่นกราฟีน อุณหพลศาสตร์แผนภาพเฟสสำหรับระบบไบนารีที่แสดงจุดยูเทคติก อุณหพลศาสตร์เป็นกังวลกับความร้อนและอุณหภูมิและความสัมพันธ์ของพวกเขาเพื่อพลังงานและการทำงาน มันกำหนดเปล่าตัวแปรเช่นพลังงานภายใน , เอนโทรปีและความดันที่ส่วนหนึ่งอธิบายร่างกายของเรื่องหรือรังสี ระบุว่าพฤติกรรมของตัวแปรเหล่านั้นอยู่ภายใต้ข้อ จำกัด ทั่วไปสำหรับวัสดุทั้งหมด ข้อ จำกัด ทั่วไปเหล่านี้แสดงไว้ในกฎทั้งสี่ของอุณหพลศาสตร์ อุณหพลศาสตร์อธิบายถึงพฤติกรรมจำนวนมากของร่างกายไม่ใช่พฤติกรรมด้วยกล้องจุลทรรศน์ขององค์ประกอบกล้องจุลทรรศน์จำนวนมากเช่นโมเลกุล พฤติกรรมของอนุภาคเหล่านี้จะอธิบายโดยและกฎหมายของอุณหพลศาสตร์จะได้มาจากกลศาสตร์สถิติ การศึกษาอุณหพลศาสตร์เป็นพื้นฐานของวัสดุศาสตร์ เป็นรากฐานในการรักษาปรากฏการณ์ทั่วไปในวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมรวมถึงปฏิกิริยาทางเคมีแม่เหล็กความสามารถในการแยกขั้วและความยืดหยุ่น นอกจากนี้ยังช่วยในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับแผนภาพเฟสและสมดุลของเฟส จลนศาสตร์จลนพลศาสตร์เคมีคือการศึกษาอัตราที่ระบบที่อยู่นอกสมดุลเปลี่ยนแปลงภายใต้อิทธิพลของแรงต่างๆ เมื่อนำไปใช้กับวัสดุศาสตร์จะเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของวัสดุตามเวลา (ย้ายจากสภาวะที่ไม่สมดุลไปสู่สภาวะสมดุล) เนื่องจากการประยุกต์ใช้ฟิลด์หนึ่ง ๆ โดยให้รายละเอียดเกี่ยวกับอัตราของกระบวนการต่างๆที่เกิดขึ้นในวัสดุซึ่งรวมถึงรูปร่างขนาดองค์ประกอบและโครงสร้าง การแพร่กระจายมีความสำคัญในการศึกษาจลนศาสตร์เนื่องจากเป็นกลไกที่พบบ่อยที่สุดที่วัสดุได้รับการเปลี่ยนแปลง จลนศาสตร์เป็นสิ่งสำคัญในการแปรรูปวัสดุเพราะเหนือสิ่งอื่นใดมันให้รายละเอียดว่าโครงสร้างจุลภาคเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อใช้ความร้อน วัสดุศาสตร์เป็นงานวิจัยที่มีการใช้งานสูง ร่วมกับหน่วยงานวัสดุศาสตร์, ฟิสิกส์ , เคมี , และอีกหลายวิศวกรรมหน่วยงานที่มีส่วนเกี่ยวข้องในการวิจัยวัสดุ การวิจัยวัสดุครอบคลุมหัวข้อต่างๆมากมายตามรายการที่ไม่ครบถ้วนสมบูรณ์จะไฮไลต์ประเด็นการวิจัยที่สำคัญบางส่วน วัสดุนาโนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนภาพของท่อนาโนคาร์บอนรวมกลุ่ม โดยหลักการแล้ววัสดุนาโนอธิบายถึงวัสดุที่หน่วยเดียวมีขนาด (อย่างน้อยหนึ่งมิติ) ระหว่าง 1 ถึง 1,000 นาโนเมตร (10 −9เมตร) แต่โดยปกติจะมีขนาด 1 นาโนเมตร - 100 นาโนเมตร การวิจัยวัสดุนาโนใช้แนวทางด้านวัสดุศาสตร์กับนาโนเทคโนโลยีโดยใช้ความก้าวหน้าในมาตรวิทยาและการสังเคราะห์วัสดุซึ่งได้รับการพัฒนาเพื่อสนับสนุนการวิจัยไมโครแฟบริก วัสดุที่มีโครงสร้างในระดับนาโนมักมีคุณสมบัติทางแสงอิเล็กทรอนิกส์หรือเชิงกลที่ไม่เหมือนใคร สาขาของวัสดุนาโนมีการจัดระเบียบอย่างหลวม ๆ เช่นเดียวกับสาขาเคมีดั้งเดิมไปสู่วัสดุนาโนอินทรีย์ (ที่ใช้คาร์บอน) เช่นฟูลเลอรีนและวัสดุนาโนอนินทรีย์ที่อาศัยองค์ประกอบอื่น ๆ เช่นซิลิกอน ตัวอย่างของวัสดุนาโน ได้แก่ฟูลเลอรี , ท่อนาโนคาร์บอน , นาโนคริสตัลฯลฯ ชีววัสดุนอติลัสสีรุ้ง ภายใน เปลือก หอยโข่ง วัสดุชีวภาพคือสสารพื้นผิวหรือสิ่งก่อสร้างใด ๆ ที่มีปฏิสัมพันธ์กับระบบทางชีววิทยา การศึกษาวัสดุที่เรียกว่าวัสดุชีวภาพวิทยาศาสตร์ มีการเติบโตอย่างต่อเนื่องและแข็งแกร่งในประวัติศาสตร์โดยมีหลาย บริษัท ที่ลงทุนเงินจำนวนมากเพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ ๆ วัสดุการแพทย์วิทยาศาสตร์ครอบคลุมองค์ประกอบของยา , ชีววิทยา , เคมี , วิศวกรรมเนื้อเยื่อและวัสดุศาสตร์ วัสดุการแพทย์จะได้รับทั้งจากธรรมชาติหรือสังเคราะห์ในห้องปฏิบัติการโดยใช้ความหลากหลายของวิธีการทางเคมีโดยใช้ส่วนประกอบที่เป็นโลหะโพลิเมอร์ , bioceramicsหรือวัสดุคอมโพสิต มักมีวัตถุประสงค์หรือดัดแปลงเพื่อการใช้งานทางการแพทย์เช่นอุปกรณ์ทางชีวการแพทย์ที่ทำหน้าที่เสริมหรือแทนที่การทำงานตามธรรมชาติ ฟังก์ชั่นดังกล่าวอาจไม่เป็นอันตรายเช่นเดียวกับการใช้สำหรับลิ้นหัวใจหรืออาจออกฤทธิ์ทางชีวภาพด้วยฟังก์ชันการทำงานที่โต้ตอบได้มากขึ้นเช่นการปลูกถ่ายสะโพกเทียมที่เคลือบด้วยไฮดรอกซิลาปาไทต์ นอกจากนี้ยังมีการใช้วัสดุชีวภาพทุกวันในงานทันตกรรมการผ่าตัดและการจัดส่งยา ตัวอย่างเช่นสามารถวางโครงสร้างที่มีผลิตภัณฑ์ยาชุบเข้าไปในร่างกายซึ่งอนุญาตให้มีการปล่อยยาเป็นเวลานานในช่วงเวลาที่ยาวนานขึ้น นอกจากนี้วัสดุชีวภาพยังอาจเป็นautograft , allograftหรือxenograft ที่ใช้เป็นวัสดุปลูกถ่ายอวัยวะ อิเล็กทรอนิกส์ออปติคอลและแม่เหล็กวัสดุเมตาของดัชนีเชิงลบ[9] [10] เซมิคอนดักเตอร์โลหะและเซรามิกในปัจจุบันถูกนำมาใช้เพื่อสร้างระบบที่มีความซับซ้อนสูงเช่นวงจรอิเล็กทรอนิกส์รวมอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์และสื่อเก็บข้อมูลแม่เหล็กและออปติก วัสดุเหล่านี้เป็นพื้นฐานของโลกคอมพิวเตอร์ยุคใหม่ของเราและด้วยเหตุนี้การวิจัยเกี่ยวกับวัสดุเหล่านี้จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง เซมิคอนดักเตอร์เป็นตัวอย่างดั้งเดิมของวัสดุประเภทนี้ พวกเขาเป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติที่เป็นสื่อกลางระหว่างตัวนำและฉนวน การนำไฟฟ้าของพวกเขามีความไวต่อความเข้มข้นของสิ่งสกปรกมากซึ่งทำให้สามารถใช้ยาสลบเพื่อให้ได้คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการ ดังนั้นเซมิคอนดักเตอร์จึงเป็นพื้นฐานของคอมพิวเตอร์แบบเดิม ข้อมูลนี้ยังรวมถึงพื้นที่ใหม่ของการวิจัยเช่นยิ่งยวดวัสดุSpintronics , metamaterialsฯลฯ การศึกษาของวัสดุเหล่านี้เกี่ยวข้องกับความรู้ของวัสดุวิทยาศาสตร์และฟิสิกส์ของรัฐที่มั่นคงหรือข้นเรื่องฟิสิกส์ วิทยาการคำนวณด้วยพลังการคำนวณที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องการจำลองพฤติกรรมของวัสดุจึงเป็นไปได้ สิ่งนี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุเข้าใจพฤติกรรมและกลไกออกแบบวัสดุใหม่ ๆ และอธิบายคุณสมบัติที่ก่อนหน้านี้เข้าใจได้ไม่ดี ความพยายามโดยรอบด้านวิศวกรรมวัสดุเชิงคำนวณแบบบูรณาการกำลังมุ่งเน้นไปที่การผสมผสานวิธีการคำนวณเข้ากับการทดลองเพื่อลดเวลาและความพยายามอย่างมากในการปรับคุณสมบัติของวัสดุให้เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่กำหนด เรื่องนี้เกี่ยวข้องกับวัสดุเลียนแบบที่ทุกเครื่องชั่งน้ำหนักความยาวโดยใช้วิธีการเช่นความหนาแน่นของทฤษฎีการทำงาน , การเปลี่ยนแปลงโมเลกุล , Monte Carloการเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่, สนามเฟส , องค์ประกอบ จำกัดและอื่น ๆ อีกมากมาย ความก้าวหน้าของวัสดุที่รุนแรงสามารถผลักดันการสร้างผลิตภัณฑ์ใหม่ ๆ หรือแม้แต่อุตสาหกรรมใหม่ ๆ แต่อุตสาหกรรมที่มั่นคงยังจ้างนักวิทยาศาสตร์วัสดุเพื่อทำการปรับปรุงเพิ่มเติมและแก้ไขปัญหาเกี่ยวกับวัสดุที่ใช้ในปัจจุบัน ประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมของวัสดุศาสตร์รวมถึงการออกแบบวัสดุสมดุลต้นทุนและผลประโยชน์ในอุตสาหกรรมการผลิตของวัสดุวิธีการประมวลผล ( หล่อ , กลิ้ง , เชื่อม , ไอออน , การเจริญเติบโตคริสตัล , ฟิล์มบางทับถม , เผา , glassblowingฯลฯ ) และวิธีการวิเคราะห์ (วิธีการลักษณะเช่นกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน , X-ray การเลี้ยวเบน , calorimetry , กล้องจุลทรรศน์นิวเคลียร์ (HEFIB) , รัทเธอร์ backscattering , นิวตรอนเลนส์ , มุมเล็ก ๆ X-ray กระเจิง (SAXS) ฯลฯ ) นอกจากการกำหนดลักษณะเฉพาะของวัสดุแล้วนักวิทยาศาสตร์หรือวิศวกรวัสดุยังเกี่ยวข้องกับการแยกวัสดุและแปลงเป็นรูปแบบที่มีประโยชน์ ดังนั้นการหล่อโลหะวิธีการหล่อการสกัดด้วยเตาหลอมและการสกัดด้วยไฟฟ้าจึงเป็นส่วนหนึ่งของความรู้ที่จำเป็นของวิศวกรวัสดุ บ่อยครั้งที่การมีอยู่การขาดหายไปหรือการเปลี่ยนแปลงของปริมาณธาตุรองและสารประกอบรองในวัสดุจำนวนมากจะส่งผลอย่างมากต่อคุณสมบัติสุดท้ายของวัสดุที่ผลิต ตัวอย่างเช่นเหล็กถูกจัดประเภทตามเปอร์เซ็นต์น้ำหนัก 1/10 และ 1/100 ของคาร์บอนและองค์ประกอบโลหะผสมอื่น ๆ ที่มีอยู่ ดังนั้นวิธีการสกัดและการทำให้บริสุทธิ์ที่ใช้ในการสกัดเหล็กในเตาหลอมเหล็กอาจส่งผลต่อคุณภาพของเหล็กที่ผลิตได้ เซรามิกและแก้วชิ้นส่วนแบริ่งเซรามิก Si 3 N 4 การประยุกต์ใช้วัสดุศาสตร์อีกอย่างหนึ่งคือโครงสร้างของเซรามิกส์และแก้วที่มักจะเกี่ยวข้องกับวัสดุที่เปราะที่สุด พันธะในเซรามิกส์และแก้วใช้โควาเลนต์และไอออนิก - โควาเลนต์ที่มี SiO 2 (ซิลิกาหรือทราย) เป็นส่วนประกอบพื้นฐาน เซรามิกมีความนุ่มเหมือนดินเหนียวหรือแข็งเหมือนหินและคอนกรีต โดยปกติแล้วจะมีลักษณะเป็นผลึก แว่นตาส่วนใหญ่มีออกไซด์ของโลหะผสมกับซิลิกา ที่อุณหภูมิสูงที่ใช้ในการเตรียมแก้ววัสดุจะเป็นของเหลวที่มีความหนืด โครงสร้างของแก้วก่อตัวเป็นสถานะอสัณฐานเมื่อเย็นตัวลง บานหน้าต่างและแว่นตาเป็นตัวอย่างที่สำคัญ นอกจากนี้ยังมีเส้นใยแก้ว กระจกกันรอยขีดข่วน Corning Gorilla Glassเป็นตัวอย่างที่รู้จักกันดีของการประยุกต์ใช้วัสดุศาสตร์เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของส่วนประกอบทั่วไปอย่างมาก เพชรและคาร์บอนในรูปแบบกราไฟต์ถือเป็นเซรามิกส์ เซรามิกวิศวกรรมเป็นที่ทราบกันดีว่ามีความแข็งและเสถียรภาพภายใต้อุณหภูมิที่สูงการบีบอัดและความเค้นทางไฟฟ้า อลูมินาซิลิกอนคาร์ไบด์และทังสเตนคาร์ไบด์ทำจากผงละเอียดของส่วนประกอบในกระบวนการเผาด้วยสารยึดเกาะ การกดแบบร้อนให้วัสดุที่มีความหนาแน่นสูงขึ้น การสะสมของไอเคมีสามารถวางฟิล์มเซรามิกบนวัสดุอื่นได้ เซอร์เมทเป็นอนุภาคเซรามิกที่ประกอบด้วยโลหะบางชนิด ความต้านทานการสึกหรอของเครื่องมือมาจากคาร์ไบด์ซีเมนต์ที่มีการเพิ่มเฟสโลหะของโคบอลต์และนิกเกิลเพื่อปรับเปลี่ยนคุณสมบัติ คอมโพสิตเส้นใยคาร์บอนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 μm (วิ่งจากล่างซ้ายไปขวาบน) วางอยู่บนเส้นผมของมนุษย์ที่มีขนาดใหญ่กว่ามาก การประยุกต์ใช้วัสดุศาสตร์ในอุตสาหกรรมก็คือการทำให้วัสดุคอมโพสิต สิ่งเหล่านี้เป็นวัสดุที่มีโครงสร้างซึ่งประกอบด้วยระยะมหภาคสองเฟสขึ้นไป การใช้งานมีตั้งแต่องค์ประกอบโครงสร้างเช่นคอนกรีตเสริมเหล็กไปจนถึงกระเบื้องฉนวนกันความร้อนซึ่งมีบทบาทสำคัญและมีบทบาทสำคัญในระบบป้องกันความร้อนกระสวยอวกาศของ NASA ซึ่งใช้เพื่อปกป้องพื้นผิวของกระสวยจากความร้อนจากการกลับเข้ามา สู่ชั้นบรรยากาศของโลก ตัวอย่างหนึ่งคือคาร์บอน - คาร์บอนเสริมแรง (RCC) ซึ่งเป็นวัสดุสีเทาอ่อนซึ่งทนต่ออุณหภูมิที่กลับเข้ามาใหม่ได้สูงถึง 1,510 ° C (2,750 ° F) และปกป้องขอบนำปีกและฝาปิดจมูกของกระสวยอวกาศ RCC เป็นวัสดุคอมโพสิตลามิเนตที่ทำจากกราไฟท์ เรยอนผ้าชุบด้วยเรซินฟีนอล หลังจากการบ่มที่อุณหภูมิสูงในหม้อนึ่งความร้อนแล้วลามิเนตจะถูกไพโรไลซ์เพื่อเปลี่ยนเรซินเป็นคาร์บอนชุบด้วยแอลกอฮอล์เฟอร์ฟูรัลในห้องสุญญากาศและบ่มด้วยไพโรไลซ์เพื่อเปลี่ยนแอลกอฮอล์จากเฟอร์ฟูรัลเป็นคาร์บอน เพื่อให้ต้านทานการเกิดออกซิเดชันสำหรับความสามารถในการใช้ซ้ำชั้นนอกของ RCC จะถูกแปลงเป็นซิลิกอนคาร์ไบด์ ตัวอย่างอื่น ๆ สามารถเห็นได้ในปลอก "พลาสติก" ของโทรทัศน์โทรศัพท์มือถือและอื่น ๆ ปลอกพลาสติกเหล่านี้มักจะวัสดุคอมโพสิตที่สร้างขึ้นจากเมทริกซ์เทอร์โมเช่นAcrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) ซึ่งแคลเซียมคาร์บอเนตชอล์ก, แป้ง , ใยแก้วหรือเส้นใยคาร์บอนได้ถูกเพิ่มสำหรับเพิ่มความแข็งแรงเป็นกลุ่มหรือกระจายไฟฟ้าสถิต ส่วนเพิ่มเติมเหล่านี้อาจเรียกว่าเส้นใยเสริมแรงหรือสารช่วยกระจายตัวขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ โพลีเมอร์หน่วยการทำซ้ำของโพลีโพรพีลีน บรรจุภัณฑ์โพลีสไตรีนโพลีเมอร์ที่ขยายตัว โพลีเมอร์เป็นสารประกอบทางเคมีที่ประกอบด้วยส่วนประกอบที่เหมือนกันจำนวนมากซึ่งเชื่อมโยงกันเหมือนโซ่ เป็นส่วนสำคัญของวัสดุศาสตร์ โพลีเมอร์เป็นวัตถุดิบ (เรซิน) ที่ใช้ทำสิ่งที่เรียกกันทั่วไปว่าพลาสติกและยาง พลาสติกและยางเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่สร้างขึ้นหลังจากที่มีการเติมโพลีเมอร์หรือสารเติมแต่งอย่างน้อยหนึ่งชนิดลงในเรซินในระหว่างการแปรรูปซึ่งจะถูกนำไปขึ้นรูปเป็นรูปแบบสุดท้าย พลาสติกที่ได้รับไปรอบ ๆ และที่อยู่ในการใช้อย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ได้แก่เอทิลีน , โพรพิลีน , โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC), สไตรีน , ไนล่อน , โพลีเอสเตอร์ , อะคลิค , ยูรีเทนและโพลีคาร์บอเนตและยางซึ่งได้รับรอบเป็นยางธรรมชาติสไตรีน -butadieneยางchloropreneและยาง Butadiene พลาสติกจะถูกจัดโดยทั่วไปเป็นสินค้าโภคภัณฑ์ , พิเศษและวิศวกรรมพลาสติก โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) ใช้กันอย่างแพร่หลายราคาไม่แพงและปริมาณการผลิตต่อปีมีมาก มันยืมตัวเองไปมากมายของการใช้งานจากหนังเทียมเพื่อเป็นฉนวนไฟฟ้าและสายบรรจุภัณฑ์และภาชนะบรรจุ การประดิษฐ์และการแปรรูปทำได้ง่ายและเป็นที่ยอมรับ ความเก่งกาจของพีวีซีเกิดจากพลาสติกและสารเติมแต่งอื่น ๆ ที่ยอมรับได้ คำว่า "สารเติมแต่ง" ในวิทยาศาสตร์พอลิเมอร์หมายถึงสารเคมีและสารประกอบที่เติมลงในฐานโพลีเมอร์เพื่อปรับเปลี่ยนคุณสมบัติของวัสดุ โดยปกติโพลีคาร์บอเนตจะถือว่าเป็นพลาสติกวิศวกรรม (ตัวอย่างอื่น ๆ ได้แก่ PEEK, ABS) พลาสติกดังกล่าวมีมูลค่าสำหรับจุดแข็งที่เหนือกว่าและคุณสมบัติของวัสดุพิเศษอื่น ๆ โดยปกติจะไม่ใช้สำหรับการใช้งานแบบใช้แล้วทิ้งซึ่งแตกต่างจากพลาสติกสำหรับสินค้าโภคภัณฑ์ พลาสติกชนิดพิเศษคือวัสดุที่มีลักษณะเฉพาะเช่นความแข็งแรงสูงพิเศษการนำไฟฟ้าการเรืองแสงด้วยไฟฟ้าเสถียรภาพทางความร้อนสูงเป็นต้น เส้นแบ่งระหว่างพลาสติกประเภทต่างๆไม่ได้ขึ้นอยู่กับวัสดุ แต่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติและการใช้งาน ตัวอย่างเช่นโพลีเอทิลีน (PE) เป็นโพลีเมอร์แรงเสียดทานต่ำราคาถูกที่นิยมใช้ในการทำถุงใช้แล้วทิ้งสำหรับซื้อของและถังขยะและถือเป็นพลาสติกสำหรับสินค้าโภคภัณฑ์ในขณะที่โพลิเอทิลีนความหนาแน่นปานกลาง (MDPE) ใช้สำหรับก๊าซใต้ดินและท่อน้ำและ หลากหลายอื่นที่เรียกว่าพลาสติกน้ำหนักโมเลกุลสูงพิเศษ (UHMWPE) เป็นพลาสติกวิศวกรรมที่มีการใช้อย่างกว้างขวางเป็นร่อนรางสำหรับงานอุตสาหกรรมและซ็อกเก็ตแรงเสียดทานต่ำในฝังข้อต่อสะโพก ลวดสลิงผลิตจาก โลหะผสม เหล็ก การศึกษาโลหะผสมเป็นส่วนสำคัญของวัสดุศาสตร์ ของทุกโลหะผสมที่ใช้ในปัจจุบัน, โลหะผสมเหล็ก ( เหล็ก , สแตนเลส , เหล็ก , เหล็กเครื่องมือ , เหล็กอัลลอย ) สร้างขึ้นสัดส่วนที่ใหญ่ที่สุดทั้งปริมาณและมูลค่าการค้า เหล็กอัลลอยด์ที่มีสัดส่วนต่างๆของคาร์บอนให้ต่ำกลางและเหล็กคาร์บอนสูง โลหะผสมเหล็ก - คาร์บอนถือเป็นเหล็กกล้าเท่านั้นหากระดับคาร์บอนอยู่ระหว่าง 0.01% ถึง 2.00% สำหรับเหล็กนั้นความแข็งและความต้านทานแรงดึงของเหล็กนั้นสัมพันธ์กับปริมาณคาร์บอนที่มีอยู่โดยที่ระดับคาร์บอนที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ความเหนียวและความเหนียวลดลง อย่างไรก็ตามกระบวนการบำบัดความร้อนเช่นการชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทาสามารถเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเหล่านี้ได้อย่างมีนัยสำคัญ เหล็กหล่อหมายถึงโลหะผสมเหล็ก - คาร์บอนที่มีมากกว่า 2.00% แต่มีคาร์บอนน้อยกว่า 6.67% เหล็กกล้าไร้สนิมหมายถึงโลหะผสมเหล็กธรรมดาที่มีมากกว่า 10% โดยน้ำหนักผสมของโครเมียม นิกเกิลและโมลิบดีนัมมักพบในเหล็กกล้าไร้สนิม อื่น ๆ โลหะผสมอย่างมีนัยสำคัญเป็นของอลูมิเนียม , ไทเทเนียม , ทองแดงและแมกนีเซียม โลหะผสมทองแดงเป็นที่รู้จักกันมานานแล้ว (ตั้งแต่ยุคสำริด ) ในขณะที่โลหะผสมอีกสามชนิดได้รับการพัฒนาเมื่อไม่นานมานี้ เนื่องจากปฏิกิริยาทางเคมีของโลหะเหล่านี้กระบวนการสกัดด้วยไฟฟ้าที่จำเป็นจึงได้รับการพัฒนาเมื่อไม่นานมานี้ โลหะผสมของอลูมิเนียมไททาเนียมและแมกนีเซียมเป็นที่รู้จักและมีมูลค่าสูงสำหรับอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักและในกรณีของแมกนีเซียมความสามารถในการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า วัสดุเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์ที่อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงมีความสำคัญมากกว่าต้นทุนจำนวนมากเช่นในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและการใช้งานด้านวิศวกรรมยานยนต์บางประเภท เซมิคอนดักเตอร์การศึกษาเซมิคอนดักเตอร์เป็นส่วนสำคัญของวัสดุศาสตร์ เซมิคอนดักเตอร์เป็นวัสดุที่มีความต้านทานระหว่างโลหะและฉนวนกันความร้อนที่ คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของมันสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมากโดยการแนะนำสิ่งสกปรกหรือยาสลบโดยเจตนา จากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เหล่านี้สิ่งต่างๆเช่นไดโอด , ทรานซิสเตอร์ , ไดโอดเปล่งแสง (LEDs) และอนาล็อกและดิจิตอลวงจรไฟฟ้าสามารถสร้างขึ้นทำให้พวกเขาวัสดุที่น่าสนใจในอุตสาหกรรม อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ได้เปลี่ยนอุปกรณ์เทอร์มิโอนิก (หลอดสูญญากาศ) ในการใช้งานส่วนใหญ่ อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ได้รับการผลิตขึ้นเป็นอุปกรณ์แยกชิ้นเดียวและเป็นวงจรรวม (IC) ซึ่งประกอบด้วยอุปกรณ์จำนวนหนึ่งถึงหลายล้านชิ้นที่ผลิตและเชื่อมต่อกันบนพื้นผิวเซมิคอนดักเตอร์เดียว [11] ในบรรดาเซมิคอนดักเตอร์ทั้งหมดที่ใช้อยู่ในปัจจุบันซิลิคอนเป็นส่วนที่ใหญ่ที่สุดทั้งตามปริมาณและมูลค่าทางการค้า Monocrystalline silicon ใช้ในการผลิตเวเฟอร์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และอิเล็กทรอนิกส์ อันดับสองรองจากซิลิคอนแกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs) เป็นเซมิคอนดักเตอร์ที่นิยมใช้มากที่สุดเป็นอันดับสอง เนื่องจากความคล่องตัวของอิเล็กตรอนและความเร็วอิ่มตัวสูงกว่าเมื่อเทียบกับซิลิกอนจึงเป็นวัสดุทางเลือกสำหรับการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์ความเร็วสูง คุณสมบัติที่เหนือกว่าเหล่านี้เป็นเหตุผลที่น่าสนใจในการใช้วงจร GaAs ในโทรศัพท์มือถือการสื่อสารผ่านดาวเทียมการเชื่อมโยงแบบจุดต่อจุดไมโครเวฟและระบบเรดาร์ความถี่สูง วัสดุเซมิคอนดักเตอร์อื่น ๆ ได้แก่เจอร์เมเนียม , ซิลิกอนคาร์ไบด์และแกลเลียมไนไตรด์และมีการใช้งานต่างๆ วัสดุศาสตร์มีวิวัฒนาการมาตั้งแต่ปี 1950 เนื่องจากเป็นที่ยอมรับว่าการสร้างค้นพบและออกแบบวัสดุใหม่ ๆ เราต้องเข้าหามันอย่างเป็นหนึ่งเดียวกัน ดังนั้นวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมจึงเกิดขึ้นในหลาย ๆ วิธี: การเปลี่ยนชื่อและ / หรือการรวมแผนกวิศวกรรมโลหะวิทยาและเซรามิกส์ที่มีอยู่ แยกออกจากการวิจัยฟิสิกส์สถานะของแข็งที่มีอยู่(ตัวเองเติบโตไปสู่ฟิสิกส์ของสารควบแน่น ); ดึงค่อนข้างใหม่วิศวกรรมพอลิเมอและวิทยาศาสตร์พอลิเมอ ; recombining จากก่อนหน้านี้เช่นเดียวกับเคมี , วิศวกรรมเคมี , วิศวกรรมเครื่องกลและวิศวกรรมไฟฟ้า ; และอื่น ๆ. สาขาวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมมีความสำคัญทั้งจากมุมมองทางวิทยาศาสตร์เช่นเดียวกับสาขาการใช้งาน วัสดุมีความสำคัญสูงสุดสำหรับวิศวกร (หรือสาขาประยุกต์อื่น ๆ ) เนื่องจากการใช้วัสดุที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญในการออกแบบระบบ ด้วยเหตุนี้วัสดุศาสตร์จึงเป็นส่วนสำคัญมากขึ้นในการศึกษาของวิศวกร สาขาวิชานี้เป็นสหวิทยาการโดยเนื้อแท้และนักวัสดุศาสตร์หรือวิศวกรต้องตระหนักและใช้วิธีการของนักฟิสิกส์นักเคมีและวิศวกร ดังนั้นจึงยังคงมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับเขตข้อมูลเหล่านี้ ในทางกลับกันนักฟิสิกส์นักเคมีและวิศวกรหลายคนพบว่าตัวเองทำงานในด้านวัสดุศาสตร์เนื่องจากมีการทับซ้อนกันอย่างมีนัยสำคัญระหว่างสาขาต่างๆ เทคโนโลยีวัสดุศาสตร์ใช้ทำประโยชน์เรื่องใดทางการแพทย์ วัสดุศาสตร์มีบทบาทสำคัญต่อการรักษาโรคและบำรุงสุขภาพของมนุษย์ วัสดุอุปกรณ์ทางการแพทย์ประเภทต่าง ๆ ได้รับการวิจัย และพัฒนาขึ้นเพื่อใช้ในการรักษา ทดแทน แก้ไขปัญหาต่าง ๆ ในการรักษาโรค ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดได้แก่ คอนแทคเลนส์ กระดูกเทียม ข้อต่อเทียม แขน-ขาเทียม เป็นต้น
เทคโนโลยีทางด้านวัสดุคืออะไรเทคโนโลยีวัสดุ หรือ Materials Technology เป็นศาสตร์อีกแขนงหนึ่งที่เป็นเทคโนโลยีเป้าหมายของประเทศ เพื่อตอบโจทย์ 10 อุตสาหกรรมเป้าหมาย ไม่ว่าจะเป็น อุตสาหกรรมพลังงานชีวภาพ อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ สุขภาพและเครื่องมือแพทย์ และแม้แต่อุตสาหกรรมการบิน ฯลฯ เทคโนโลยีวัสดุล้วนเป็นพื้นฐานองค์ความรู้ที่สำคัญของอุตสาหกรรมเหล่านี้
วัสดุศาสตร์ มีอะไรบ้างวัสดุศาสตร์สามารถแบ่งออกได้เป็นสาขาวิชาตามประเภทของวัสดุได้ดังนี้:. วัสดุผสม. สารกึ่งตัวนำ. เซรามิก. พอลิเมอร์. วัสดุชีวภาพ. วัสดุเชิงก้าวหน้า. วัสดุฉลาด. เทคโนโลยีอวกาศที่นำมาใช้ในชีวิตประจำวันมีอะไรบ้าง12 นวัตกรรมอวกาศจาก NASA ที่ถูกนำมาใช้ในชีวิตประจำวัน จนเป็นของ.... อาหารแช่แข็งและอาหารแห้ง ... . คอมพิวเตอร์ไมโครชิพ ... . เหล็กดัดฟัน ... . อาหารเด็ก ... . เครื่องมือไร้สาย ... . แว่นตาที่คงทน ... . โฟมนิ่มยวบยาบ ... . จอยคันโยก. |
เทคโนโลยี อวกาศ ด้าน วัสดุ ศาสตร์ มี อะไร บาง
ลิขสิทธิ์ © 2024 th.ketiadaan Inc.
