Malzeme Bilimi Nedir?
Malzeme Bilimi ve Mühendisliği (MSE), nanoteknoloji, biyoteknoloji, bilgi teknolojisi, enerji, imalat ve diğer büyük mühendislik disiplinleriyle ilgili gerçek dünya sorunlarını çözmek için mühendislik, fizik ve kimya ilkelerini birleştirir. Malzeme bilimcileri, her şeyi daha iyi hale getiren malzemelerin üretimini gerçekleştirmektedir.
Malzeme bilimcileri, malzemelerin nasıl performans gösterdiğini ve neden bazen başarısız olduklarını araştırır. Atom ölçeğinden milimetre ölçeğine kadar maddenin yapısını anlayarak kimyasal elementleri benzeri görülmemiş işlevsel özelliklere sahip malzemelerle birleştirmenin yeni yollarını keşfederler. Diğer mühendislik dalları, daha iyi gaz kilometre performansına sahip daha güvenli arabalar, daha büyük sabit disk kapasiteli daha hızlı bilgisayarlar, daha küçük elektronikler, tehdit tespit sensörleri, yenilenebilir enerji toplama cihazları gibi ürünleri tasarlamak ve üretmek için kullanılan gelişmiş malzemeler için malzeme bilimcilerine ve mühendislerine büyük ölçüde güvenir. Malzeme bilimleri her şeyin çalışmasını sağlayan şeylerin keşfine ve geliştirilmesine öncülük eden alan olarak ifade edilmektedir. Malzeme bilimcileri müzelerde bile çalışarak eserleri ve sanat eserlerini analiz etmeye, korumaya ve restore etmeye yardımcı olmaktadır.
Malzeme Biliminin Kapsamı
Malzeme bilimi, maddenin özelliklerini ve onun çeşitli bilim ve mühendislik alanlarına uygulamalarını içeren disiplinler arası bir alandır. Uygulamalı fizik ve kimyanın yanı sıra kimya, mekanik, inşaat ve elektrik mühendisliği unsurlarını içerir. Son yıllarda medyanın nanobilime ve nanoteknolojiye önemli ölçüde ilgi göstermesiyle, malzeme bilimi birçok üniversitede bazen tartışmalı olarak ön plana çıkmıştır.
Malzeme biliminde, malzemeleri gelişigüzel aramak ve keşfetmek ve onların özelliklerinden yararlanmak yerine, malzemeleri temel olarak anlamayı amaçlar, böylece istenen özelliklere sahip yeni malzemeler oluşturulabilir.
Malzeme Bilimi, maddenin fiziği ve kimyası, mühendislik uygulamaları ve endüstriyel üretim süreçlerini kapsayan disiplinler arası bir konudur. Modern toplum, daha hızlı araçlar için hafif kompozitler, telekomünikasyon için optik fiberler ve bilgi devrimi için silikon mikroçipler gibi gelişmiş malzemelere büyük ölçüde bağımlıdır. Malzeme bilimcileri, bir malzemenin yapısı ve özellikleri ile nasıl yapıldığı arasındaki ilişkileri inceler. Ayrıca yeni malzemeler geliştiriyorlar ve bunları üretmek için süreçler geliştiriyorlar. Malzeme Bilimi, nanoteknoloji, kuantum hesaplama, piller ve nükleer füzyon ile kemik replasman malzemeleri gibi tıbbi teknolojilerdeki gelişmeler için hayati öneme sahiptir.
Tüm malzeme biliminin temeli, belirli bir uygulamada bir malzemenin istenen özelliklerini ve göreceli performansını, o malzemedeki atomların ve fazların yapısıyla karakterizasyon yoluyla ilişkilendirmeyi içerir.
Malzeme Bilimi Ne İşe Yarar?
Malzeme bilimcileri, çeşitli malzemeler ve kimyasallarla deneyler yaparak, yeni malzemelerin insanlığa en iyi nasıl hizmet edebileceğini ve iyileştirebileceğini belirleyebilir. Malzeme bilimi uzmanları, günümüzde insanların kullandığı ayakkabı, sabun, bidon, kap, makyaj, ambalaj malzemeleri vb. gibi birçok öğeyi yarattı. Malzeme bilimi uygulayan birinin temel amacı gelişmiş özelliklere sahip yeni malzemeler yaratmak için eski malzemeleri incelemek ve anlamaktır.
Bir malzeme bilimcisi, farklı koşulların malzemeler üzerindeki etkilerini belirlemek için belirli malzemeleri test etme yöntemleri geliştirir. Ayrıca çeşitli özelliklere sahip yeni malzemeler oluşturmak için kullanılan tekniklerin ve prosedürlerin mantıksal olasılığını belirlemek için laboratuvarda deneyler planlarlar. Diğer bilim adamlarının ve ilgili personelin incelemesi için malzeme test sonuçları ve bulguları içeren raporlar hazırlamak ve belirli deneylerde hangi malzemelerin en iyi sonucu vereceğini önermek malzeme bilimcisinin işidir.
Teleskop lensleri, diş dolguları, yemek tabakları vb. gibi diğer malzemelerin geliştirilmesi için farklı malzemelerin oluşturulması, işlenmesi ve elde edilmesiyle ilgili yöntemleri araştırmak, bu bilim adamlarının görev tanımına girer. Uygulanan kuvvetlerin alaşımlar ve diğer metaller üzerindeki etkilerini inceler ve raporlarken, aynı zamanda belirli kesme, çekme ve sıkıştırma testleri altında malzeme arızasının toleransını ve nedenini belirlerler. Bir malzeme bilimcisi, ne tür malzeme veya malzemelerin ihtiyaçlarına en uygun olacağını belirlemek için müşterilerle de konuşacaktır.
Bu bilim adamlarının bazen bölümün araştırma ve geliştirme için fon alabilmesi ve aynı zamanda laboratuvarın bütçesini belirlemesi için hibe tekliflerini doldurmaları gerekir. Ayrıca tüm laboratuvar personelinin tüm hükümet ve şirket güvenlik standartlarına uymasını sağlamalıdırlar.
