我的专业是纳米材料，但是实际研究肿瘤药物载体，我爸却一直以为我在研发不用洗的纳米内裤材料……

——匿名知乎用户

家庭聚会上，亲戚得知我是学材料专业的，强烈希望我帮他看看他的装修建材材料选得是否得当……

——知乎@ChINK

“你不是学金属材料的吗？来看看这个是不是纯银！“

——知乎用户

“你是学什么专业的啊”

“材料工程”

“哦~你们专业是不是日常打铁”

——知乎用户@lin凉学长

我姨说：“天气好干，该买润肤乳了。”

我舅：“哪还用买，让XX下次做实验弄一罐给你就行了。”

——知乎用户

相信很多学材料学专业的小伙伴，或多或少都遇到过以上这样的尴尬状况。隔行如隔山，没有真正了解过这个专业的人几乎都会有一些既定印象：穿着白大衣在实验室里做实验，在工厂磨打金属材料、面对超级高温的熔炉......

再加上“生化环材四大天坑专业”这样的传言，很多同学可能就已经对材料专业望而却步了。

然而事实真是这样吗？

下面，馆长就来为大家介绍一下材料科学专业，看完或许你会对这门专业有不一样的认识~

关于材料科学

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什么是材料科学？

材料科学（ Materials Science），是一门以材料学、化学、物理学为基础，主要研究材料成分、结构、加工工艺与其性能，并加以应用于生活中的一门学科。

所谓材料，是人类用来制造机器、构件、器件和其他产品的物质。但是，并非所有物质都可称为材料，比如燃料及化工原料、工业化学品、食物和药品等，一般都不算作材料。

在许多人眼里，可能都会觉得这个学科离我们很遥远。但事实上，它与我们的生活息息相关。

从几千年前开始，石头、青铜、铁、金、银等材料被用来制造工具和器皿，也被用来为主要的文明时代命名。

而到现在，无论是我们的日常生活，还是尖端科学领域，材料都发挥着至关重要的作用。大到交通工具、医疗器械、工程建筑、信息通讯、航天航空，小到一根针、一张纸、一个塑料袋、一件衣服，处处都有材料科学的身影。可以说，材料科学是人类制造业的基石。

此外，材料科学进一步发现、设计和制造新型材料，并将其应用于更多新兴科技领域，使其成为当今需求最大的研究领域之一。

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材料科学都有哪些学习方向？

由于材料的应用越来越广泛，并渗透到各行业，许多领域都与材料的制备、性质、应用等密切相关，使其成为了机械、电子、化工、建筑、能源、生物、冶金、交通运输、信息科技等行业的基础，并与这些相关学科交叉发展，衍生出了很多课程方向。

比如与机械结合，衍生出机械材料，与电子结合则衍生出电子材料，与土木建筑结合衍生出结构材料，与生物学结合则衍生出生物材料等等。

各院校开设的材料科学专业研究侧重点各有不同，下面馆长为大家介绍几个常见的分支学科。

1）生物材料 Biomaterials

生物材料是用于与生命系统接触和发生相互作用的，并能对其细胞、组织和器官进行诊断治疗、替换修复或诱导再生的一类天然或人工合成的特殊功能材料。

该专业方向主要研究碳纳米管的合成及自然材料的特征、无机材料的合成、有机和生物材料化学、生物应用材料、分子细胞和生物力学、材料力学和生物材料、材料成像等内容。在研究过程中也会和仿生学相结合，比方说人造骨骼和人造肌肉。

2）复合材料 Composite Materials

复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料，从而满足各种不同的要求。

3）电子材料 Electronic Materials

电子材料是现代电子工业和科学技术发展的物质基础，同时又是科技领域中技术密集型学科。它涉及到电子技术、物理化学、固体物理学和工艺基础等多学科知识。

该方向主要学习电子技术和微电子技术中使用的材料，包括介电材料、半导体材料、压电与铁电材料、导电金属及其合金材料、磁性材料、光电子材料、电磁波屏蔽材料以及其他相关材料。

4）高分子材料/聚合物 Macromolecules/Polymers

两者是差不多是同一概念，是指由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的高分子量化合物，广泛应用于电子信息、生物医药、航天航空、汽车工业、包装、建筑等各个领域。

其研究内容包括活性聚合、新材料的合成与开发、聚合物结构与性能、反应性加工、先进复合材料及应用、超细材料及纳米材料、生物材料、新型功能材料、化学建材和化学纤维等。

该领域主要使用基础化学和中高级化学的概念，相对较少强调物理概念。

5）陶瓷材料 Ceramics

研究陶瓷材料的科学与工程，包括合金设计、复合材料、合成和加工方法等内容。陶瓷大量使用了基础物理和基础化学的概念。

6）纳米材料 Nanomaterials

该方向主要学习如何运用纳米材料来实现重大科技进步，它是纳米科技的核心和基础。该研究方向融合了化学、物理学、材料科学、生物学和工程学等学科。

材料科学与材料工程有什么差异？

国外各大学涉及材料相关的学位课程名称会有所不同。比如：

普渡大学为材料工程（Materials Engineering）；

来源：普渡大学

帝国理工为材料科学（Materials Science）；

斯坦福大学为材料科学与工程（Materials Science and Engineering）。

课程项目名称的不同，也代表着涉及到的具体课程方向以及内容侧重点会有小小差异。

材料科学的学习重点，主要是放在研究和开发新材料或改进现有材料上。它研究材料的组织、结构与性能的关系，探索自然规律，以便更好指导材料的成功应用。它考虑的是成分与结构对性质、使用效能的影响。

材料工程则主要研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题。它考虑的是合成与加工对性质、使用效能的影响。

例如，可生物降解塑料是当前热门的研究课题。从材料科学的角度来看，目标是尝试制造在一定时间内“消失”的塑料。从材料工程角度来看，目标可能是实施相关的工业流程并提高其降解效率。

总结一下：

如果你对材料的原子级（化学）更感兴趣，那你极有可能成为一名材料科学家；如果你对计算更感兴趣，并更注重工程效用，那你更大可能会成为一名材料工程师。

不过，现在也有越来越多的学校将材料科学与材料工程相结合，无论怎么选择，基本都可以学到你想学的内容。

学习材料是种什么样的体验？

@礼拜天

UCL 材料科学在读硕士一枚。在我看来， UCL 的材料专业并没很厉害，只是学校排名高，找工作和读博时会有一定的优势。材料专业课程都比较基础，涵盖广泛，因为学生都是从化学，纺织，金属，新能源等不同方向来的，所以讲课并没有说针对哪个方向深入讲解。

毕设课题方向也很广泛，包括纳米，电池，电化学，模拟，机器学习，LED，OLED薄膜等。

@大学成长社

本人课程方向为高分子材料加工类。材料的加工少不了热源，200-270℃的温度是常见的，因此被烫很常见，周围做加工的十有八九（包括我）都被烫过，有时候是手套和实验服之间的空隙被烫，有时候是手套有个洞被烫……

涉及白色粉料的实验中，因为实验室条件不足，你无法把自己保护得很好，头部、脸部都是白的是很常见的。有一次看到一个小小的女老师和学生一起配料，满头都是白色粉料还跑来跑去的称料，看着都心疼。

@赵学姐

我本科的专业就是大家很熟悉的“四大天坑专业”中的材料工程。我之所以会选择这个专业，也是因为我在高中的时候就决定未来要做一名工程师，而材料工程主要分为半导体、金属、陶瓷、复合材料、高分子以及模拟几个方向，这个专业涉及了所有固体的物理化学上的知识。

听起来也是十分高大上，对于当时的我也是很有吸引力的。而这个专业之所以会被大家认为很坑，也是因为材料工程专业如果不继续读研读博会很难找到好工作。

不过在我看来，找工作虽然和行业有一定的关系，但是和个人的关系更大。假如同学们对科研有兴趣的话，材料工程专业很多方向还是很有发展前景的，像半导体、太阳能、二维材料、涂层材料等都是很好的选择。

材料科学专业只能搞科研吗？

材料科学专业之所以被称为“天坑专业”，主要一点是因为大家认为其就业面非常局限，基本只能从事科研方向。但事实上，可供该专业毕业生选择的岗位还是很多的！

根据英国帝国理工学院（IC）给出的材料专业毕业生就业数据，大部分学生毕业后直接进入了工作岗位，所涉及的行业有航空航天、汽车、卫生保健、信息技术和电信、制造业等等，当然也有部分学生选择继续深造。

来源：IC

而具体到每个岗位，与材料科学学位对口相关的工作包括但不限于：

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材料工程师

材料工程师开发、加工和测试用于制造一系列产品的材料，他们研究金属、陶瓷、塑料、复合材料、纳米材料（极小的物质）和其他物质的特性和结构，以创造满足特定机械、电气和化学要求的新材料。他们还帮助为特定产品选择材料并开发使用现有材料的新方法。

根据 Indeed 给出的数据，在美国，材料工程师的平均年薪为 89,814 美元（约合人民币 61 万元）。

2

CAD 技术员

CAD 工程师是使用计算机辅助设计软件，来决定如何设计和构建各种产品的专业人员。他们在材料科学、物理学、数学和工程学等多个学科领域拥有高超的技能。除了开发其他工程师可以用来创建真实对象的设计计划外，CAD 工程师还负责评估各种项目的可行性。

根据 Indeed 给出的数据，在美国，cad 技术人员的平均年薪为 56,177 美元（约合人民币38w）。

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产品/工艺开发

产品和工艺开发科学家通常为制造公司工作，以提高各种制造工艺的效率。从事工艺开发的科学人员必须不断寻找新的方法来优化各种制造工艺，并将其应用于制造新产品。

根据 Indeed 给出的数据，在美国，产品/工艺开发科学家的平均年薪为 91,301 美元（约合人民币 62 万元）。

4

冶金学家

顾名思义，是专攻金属。冶金学家帮助改进金属和合金的提取与加工，同时了解它们的性能和用途，并使用它们生产一系列具有特定性能的产品和材料。

根据 Indeed 给出的数据，在美国，冶金学家的平均年薪为 92,621 美元（约合人民币 63 万元）。

5

技术销售工程师

技术销售工程师利用他们在各个领域的技术专长，在购买需要一定专业水平才能操作的各种产品时，协助潜在客户。除了需要有足够的技术知识来与客户和其他部门的同事讨论各种高度复杂的问题外，技术销售工程师还必须培养用于创造新业务的销售和沟通技巧。

根据 Indeed 给出的数据，在美国，技术销售工程师的平均年薪为 78,867 美元（约合人民币 53 万元）。

其他工作还包括：

分析化学家

生物医学工程师

岩土工程师

高等教育讲师

管理顾问

制造系统工程师

专利审查员

专案经理

申请要求

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本科申请

在本科申请中，材料工程专业的申请和其他专业的申请没有特别大的差别，没有很严格的背景要求。但有些大学会对申请者的数学、物理、化学等理科类科目成绩有一定要求，所以招生团队会在你正在学习的科目中寻找最相应的科目作为参考。

1）语言要求

托福或雅思成绩（Top 30 的院校托福分数建议 100 分，或雅思 7.5 以上）；

2）学术成绩要求

申请美国的本科院校，一般都需要提供 SAT 成绩或 ACT 成绩，具体分数需要至学校官网查看；

英国的学校一般都有 A- level 成绩或 IB 课程成绩要求，如果你要申请排名靠前的院校，A- level 成绩一般需要达到 AAA 或更高，具体信息需要参考学校官网；

3）其他成绩要求

除了以上成绩，其他可用于本科申请的成绩可能还包括高中 GPA 、会考或高考成绩、预科成绩等。

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研究生申请

1）背景要求

大部分学校没有强制要求申请者必须持有材料科学的学士学位，有材料、工程、化学物理学等相关学科背景的同学一般可以申请。

来源：帝国理工学院

来源：伊利诺大学

来源：MIT

2）GPA要求

如果你想申请排名靠前的学校，GPA越高越会有优势。很多学校要求申请者 GPA 最低须达到 3.0 才可以申请。以华盛顿大学和伊利诺伊大学为例，往年的硕士学位 GPA 平均分数分别为 3.4 和 3.65。

来源：华盛顿大学

来源：伊利诺伊大学-香槟分校

3）语言要求

对于母语非英语的申请人，需提供托福或雅思等语言成绩。如果你想要申请 Top30 的顶尖学校，雅思最好达到 7 或以上，托福一般要达到 90 或 100 分以上。其他排名较好点的学校也都要求雅思达到 6.5 或以上，托福达到 80 或以上。

4）GRE 要求

近两年，许多学校实行 Test-optional 或 Test-blind 政策，很多学校的材料科学专业不要求学生提供 GRE 成绩。比如MIT就明确表示暂停了 2023 年的 GRE 要求，不接受 GRE 成绩作为补充材料。不过具体还是要以目标院校的官网为准哦！

来源：MIT

来源：莱斯大学

5）申请材料

• 大学毕业证 / 学位证；

• 本科成绩单；

• 语言成绩单；

• 个人陈述（PS）；

• 2-3 封推荐信；

• 如有实习或工作经历需提供活动证明材料。

最后，附上 2022 QS 世界大学材料科学学科Top25排名：

其实专业是否“坑”，跟自身的兴趣度有很大的关系，没有绝对“坑人”的专业，只有不爱这个专业的自己~

好啦，以上就是关于材料科学专业的全部介绍了。如果你还有其他疑问，欢迎在评论区告诉我们呀！

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