功能材料專業(yè) | 天天都是新世界

作者:曹同學,華科本碩

首發(fā)于功能材料專業(yè) | 選擇它天天都是新世界

一、專業(yè)基本面介紹

1主胧、定義

很多老師上課都會提的問題是:材料是什么?定義材料很難习勤,材料是物質(zhì)讥裤,但是不是所有物質(zhì)都能叫做材料,只有具有一定功能姻报,并且能被人類社會所接受的經(jīng)濟上可使用的物質(zhì)才能稱作材料己英。材料通常分為結構材料和功能材料,功能材料是指通過光吴旋、電损肛、磁、熱荣瑟、化學治拿、生化等作用后具有特定功能的材料。但是現(xiàn)在不少功能材料和結構材料在某些方向是一致的笆焰,比如生物醫(yī)學材料劫谅。

在華中科技大學,功能材料專業(yè)是個比較新的專業(yè)嚷掠。隨著功能材料的迅速發(fā)展與應用捏检,2011年研究功能材料的學科從材料專業(yè)中脫離出來自立門戶。

2不皆、培養(yǎng)目標

很多老師說贯城,功能材料專業(yè)是萬金油,因為功能材料專業(yè)培養(yǎng)學生能創(chuàng)造性地運用材料科學和工程霹娄、物理能犯、化學鲫骗、生物醫(yī)學、能源科學等學科的相關基礎理論踩晶,并掌握與運用多種測試技術來探索各類功能材料及其器件的相關功能执泰。我們需要掌握很多專業(yè)的基本知識和基本能力,這對個人的能力要求還是比較高的渡蜻。講授材料科學基礎的老師說:“材料專業(yè)不需要培養(yǎng)專業(yè)人才坦胶,如果畢業(yè)后的你們擁有的只有專業(yè)技能,那你們還不如去讀技校讀屒缧ǎ科顿苇,所以我們的課程設置偏向于理論知識,希望你們掌握的更多是學習和研究的能力税弃〖退辏”我很贊同這種觀點则果,對于“材料人”而言遗增,專業(yè)知識專業(yè)術語已經(jīng)成為常識抡草,你會知道從事某些研究工作需要哪些知識燎含,并且具備自主獲取這種知識的能力,這就是功能材料所培養(yǎng)的目標赴魁。目前敲长,跨學科產(chǎn)業(yè)盛行泽铛,材料的學生在這方面還是很有優(yōu)勢的月褥。

4、課程分析:

材料科學基礎和物理化學是兩門專業(yè)基礎課,大部分的專業(yè)課都是以這兩門課為基礎展開。我們使用的材料科學基礎教材以上海交通大學出版社的為主,其主要內(nèi)容是結合金屬和合金、陶瓷、硅酸鹽等各類材料,主要闡述晶體的各種材料基礎知識,如晶面指數(shù)、晶面間距签餐、晶體缺陷体捏、合金的相結構年栓、相變、固溶體等,圖一為鐵碳相圖副编,是作為一個材料人必須掌握的知識负甸,也是畢業(yè)后從事冶金行業(yè)所需要應用的知識。高中化學選修三有部分知識與材料科學基礎重合痹届,有意向學材料的同學可以認真學習呻待。

鐵碳相圖

物理化學則版本不一,我科采用高等教育出版社出版的教材队腐。物理化學是以物理的原理和實驗技術為基礎蚕捉,研究化學體系的性質(zhì)和行為,發(fā)現(xiàn)并建立化學體系中特殊規(guī)律的學科柴淘。物理化學包括化學熱力學迫淹、化學動力學、電化學基礎以及表面化學等部分为严,尤其電化學基礎對于以后從事電化學研究的同學很有指導意義敛熬。

量子力學雖然不是材料的基礎專業(yè)課,但它能幫助我們了解微觀世界的本質(zhì)第股。同時应民,量子力學是固體物理的理論基礎,而我們研究中的很多現(xiàn)象都需要固體物理來解釋。

我的本科畢業(yè)設計是探究一種有機材料聚酰亞胺作為鈉離子電池正極時的性能诲锹。合成出材料后繁仁,需要用到現(xiàn)代分析測試中學到的各種測試方法對材料進行表征,了解合成的材料是否為所需要的材料辕狰,材料的晶粒尺寸改备、比表面積等控漠,將材料通過一系列手段制成電池后就需要通過電化學測試方法探究其性能蔓倍,最后再通過分析其結構形貌等來推測探索造成某些電化學現(xiàn)象的原因。因此盐捷,扎實學好專業(yè)知識是是進行研究的基礎偶翅。

二、展望未來

材料碉渡、信息聚谁、能源作為全球三大支柱產(chǎn)業(yè),一直都是炙手可熱的研究對象滞诺,功能材料的發(fā)展還只有五年左右的時間形导,但已經(jīng)顯示出它欣欣向榮的一面。功能材料必將向多功能化习霹、高性能化朵耕、產(chǎn)業(yè)化、智能化及復合化等方向發(fā)展淋叶,以適應現(xiàn)在社會生活的需求阎曹;同時跨學科產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也勢在必得,相對于大多數(shù)工科類學科煞檩,材料學科與其他學科具有更好的融洽性处嫌,我們專業(yè)的許多課題組目前就是材料與電氣、材料與機械等跨學科的結合斟湃,這對我們發(fā)展新材料提升性能提供了一個有利的思考方向熏迹。

我選擇功能材料方向,除了喜歡凝赛,也考慮到材料行業(yè)是個日新月異的行業(yè)注暗,我不喜歡一眼看到未來十年二十年甚至一輩子的生活。材料不一樣哄酝,材料是創(chuàng)造性的友存,你可以發(fā)現(xiàn)或者合成很多新的材料,它們可能性能上能超越目前很多已有的材料陶衅,也可能擁有這些材料不具備的性質(zhì)屡立。材料能讓你對世界充滿好奇與求知欲望。

我們專業(yè)的很多老師都是極其年輕的教授,這也從側面反映功能材料專業(yè)的確是一個年輕有活力的專業(yè)膨俐。本科畢業(yè)后勇皇,我們可以選擇出國深造或者國內(nèi)讀研。申請國外優(yōu)秀大學以及獎學金的可能性很高焚刺,一般選擇的國家是美國敛摘、日本、德國乳愉,如加利福尼亞大學兄淫、馬里蘭大學、香港大學等蔓姚。2011屆的畢業(yè)生中有7人(1人待定)出國深造捕虽,基本上都是在材料方向都比較有名的大學。我們這一屆功能材料的同學相對于其他屆都不算出色的坡脐,出國深造的只有一位同學泄私,排名前12的全都保研了,大多數(shù)同學選擇本校保研备闲,也有保送到上交晌端、中國工程物理研究所、上海硅酸鹽研究所等知名院校的恬砂。

表一 功能材料2011屆畢業(yè)生去向

畢業(yè)去向

專業(yè)對口的就業(yè)主要是進入新材料企業(yè)和制造業(yè)咧纠。制造業(yè)通常涉及到材料的性能、成型等觉既,工作要求較低惧盹,需求大,相對比較好找瞪讼,功能材料專業(yè)的本科畢業(yè)生一般做技術崗或者管理崗钧椰。相比IT、通信符欠、電氣等熱門行業(yè)嫡霞,制造業(yè)的收入平均較低,瑞聲科技這類公司是行業(yè)內(nèi)薪酬較高的企業(yè)希柿,這些公司對個人能力要求高诊沪,需要扎實的專業(yè)知識和相關實習經(jīng)歷。如果打算去制造業(yè)曾撤,個人建議去合資或者國有的大企業(yè)端姚。小型制造型企業(yè)技術比較落后,職業(yè)發(fā)展前景較差挤悉,大型企業(yè)相對來說培訓機制較完善渐裸。

我們在找工作時的選擇范圍很多,但是很多行業(yè)都愿意選擇專業(yè)性更強的專業(yè)的學生,因此昏鹃,畢業(yè)后轉行是很常見的事尚氛。理工科轉文科比文科轉理工科要容易得多。在本科期間如果學業(yè)成績達到要求就能輔修雙學位洞渤,很多理工科同學都會選擇金融經(jīng)濟法律方向的學位阅嘶,這對以后轉行十分有利。轉行去金融業(yè)的同學也挺多载迄,只要個人能力強讯柔,數(shù)理基礎扎實,在金融業(yè)還是很受歡迎的宪巨,薪酬待遇也較高磷杏,尤其是投行溜畅、證券和私人銀行

三捏卓、個人經(jīng)歷與建議

我的大學生活十分簡單,大一參加了不少社團活動慈格,大二舉辦了兩次年級活動怠晴,大三申請進入實驗室,了解研究生生活的日常浴捆,利用業(yè)余時間學習以后讀研所需要的基本技能蒜田,努力提高加權,大四保研成功选泻,正式進入課題組做自己的課題冲粤。看起來一帆風順页眯,但我自己很明白這四年中的面臨選擇的迷茫擔憂梯捕,有些經(jīng)驗希望能和大家分享。

功能材料是工科類專業(yè)窝撵,但涉及到很多理科課程傀顾,本科階段基本上是作為知識儲備階段,繼續(xù)更深入更廣泛地學習數(shù)理知識碌奉,這也是最為枯燥乏味的階段短曾。如果你抱著嘗嘗鮮的想法,恐怕會很失望赐劣。研究生階段的日常也是閱讀大量文獻嫉拐,重復大量實驗,這才有可能得出比較優(yōu)異有新意的材料魁兼,需要大量的熱情和耐心婉徘。大四在課題組做畢業(yè)設計,第一步就是閱讀大量的國內(nèi)外文獻,了解自己嘗試做的工作有沒有先例判哥,有沒有可行性献雅,其次在實驗的過程中面對諸多的化學現(xiàn)象要能根據(jù)掌握的知識給出合理的解釋,并根據(jù)這些結果確定自己下一步的方向塌计。當時確定的課題是探究聚酰亞胺在水系電解液中的性能挺身,隨著對文獻的閱讀和大量實驗的進行,發(fā)現(xiàn)這一課題可行性不大锌仅,就換成了探究聚酰亞胺在不同的有機電解液中電化學性能的差異并闡述相關機理章钾,雖然中途頗有坎坷,歷時良久热芹,最終得出了優(yōu)異的性能贱傀。

實驗室1
實驗室2

基本上所有的老師在高中都和大家說過,“到大學你就輕松了”這類的話伊脓。其實不然府寒,大一是容易決定接下來四年你是否優(yōu)秀的一年。進入大學报腔,首先應該做的就是擺正自己的心態(tài)株搔,你希望變成一個怎樣的人,你就應該努力為這個目標努力纯蛾,而不是當一天和尚撞一天鐘纤房,混過這四年拿個文憑就心滿意足了。

“學習無用論”在大學里也十分盛行翻诉,誠然炮姨,大學的學習成績并不能決定一切,但不能否認不管是專業(yè)知識還是學習成績都跟你以后的選擇有莫大的關系碰煌。就比如我們的《量子力學》課程舒岸,由于是雙語課程,并且當時認為是純物理理論知識拄查,當時學的時候心不在焉吁津,后來學到《固體物理》,才發(fā)現(xiàn)量子力學是這門課的基石堕扶,因此固體物理也學得一知半解碍脏,而固體物理又揭示了材料結構的本質(zhì),這一串連鎖效應下來稍算,導致我在科研經(jīng)歷中總是磕磕絆絆典尾,浮于表面。

研一申請當了新生班主任糊探,走過本科四年钾埂,再去看別人新的開始河闰,內(nèi)心還是感觸頗多。年年歲歲花相似褥紫,歲歲年年人不同姜性,大學新生總是意氣風發(fā),總會覺得自己跟別人不一樣髓考,總想特立獨行部念。我總是想把自己這幾年的故事分享給他們,希望他們能少走彎路氨菇,珍惜時光儡炼,但大概是每個沒有走過彎路的人都不會意識到到底哪條才是最適合的路,每個人都要經(jīng)歷這四年的摸爬滾打才會更加了解自己的位置查蓉。遺憾總是會有的乌询,希望我的經(jīng)驗能給各位一點指導。

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