材料物理&材料化學：擁抱不一樣的材料世界

孫磊磊 楊玉瀟

材料物理和材料化學這兩個專業(yè)乍一看也許讓人有些摸不著頭腦，它們的名稱既不像會計學、土木工程、臨床醫(yī)學等專業(yè)那般直觀明了，也不似航空航天工程、光電信息科學與工程、人工智能等專業(yè)那般“高大上”。不過，無論是咱們?nèi)粘Ｊ褂秒娔X、手機、汽車，還是科學研究中很熱門的納米材料、新能源電池，都會涉及材料物理和材料化學的知識，這兩個專業(yè)的覆蓋面還是非常廣的，是一眾專業(yè)中不折不扣的“百變金剛”，這也意味著這兩個專業(yè)的畢業(yè)生無論是從事工程技術工作，還是進一步考研讀博，抑或留學深造，都大有可為。那么，這兩個專業(yè)有什么不同之處呢？

材料物理：窮物以理，構以良材

我就讀的材料物理專業(yè)在眾多專業(yè)中算是比較年輕的，發(fā)展至今不過70余年，雖然與傳統(tǒng)的化學、物理學等學科相比尚有很大的差距，但這也意味著其有著廣闊的發(fā)展?jié)摿涂臻g。

材料物理是對功能材料的合成與結構表征、新型材料的設計與開發(fā)、材料的計算機模擬等諸多領域進行研究的一門專業(yè)，它與材料化學同屬材料學科，主要圍繞某類材料開展研究，并以物理、化學等自然科學為基礎，研究材料的物理、化學行為與規(guī)律，以開發(fā)具有特定性能的先進材料和相關器件。目前，材料物理專業(yè)主要面向新能源與信息等新功能材料的探索，側重從物理學原理出發(fā)，研究其結構、特性與性能。該專業(yè)有兩大主干學科，即材料科學與工程、材料物理與化學。且因為材料物理中涉及大量的理論計算，需要我們設計算法、編寫程序，所以學好數(shù)學和計算機將對我們很有幫助。

我就讀此專業(yè)期間，有為怎樣畫圖而苦惱過，有因記不住理論而困惑過，有被全英文的長篇“恐怖”文獻支配過……但科研之路就像一句名言所說：“板凳要坐十年冷，文章不寫一句空?！奔热贿x擇遠方，又何懼風雨？

由于本科學習壓力并不大，我利用空余時間跟隨一位研究生學長的腳步，在大一就接觸到了科研。 我至今仍然記得我拿到的第一篇文獻——中科院某位博士生的論文，我滿懷好奇地去閱讀它，想象著自己的科研路。首先映入眼簾的是三四頁長長的目錄，翻下來看，這篇論文的總頁數(shù)居然有三百多頁——這些數(shù)字瞬間打破了我的“妄想”。我讀第一章第一節(jié)就用了兩個小時，里面有許多我沒見過的專有名詞，看得我腦袋發(fā)脹?？磥硐胍度肟蒲校€是不能操之過急，我在心里默念著“不能急躁，要有耐心，堅持下去”。于是，一個個名詞的含義，一條條定理的解釋，充實了我一個又一個下午的時光……就這樣一步步向前走著，遠方夢想的輪廓，好像變得清晰了一些。

材料化學：一門“煮”出來的學問

材料化學是一門新興的交叉學科，也是現(xiàn)代材料科學、化學和化工研究領域的重要分支。材料化學主要研究新材料的制備、加工、應用以及它們之間的關系。簡單地舉個例子來說，應用化學是研究黃豆如何變成醬油的，而材料化學是研究除了黃豆還有什么可以變成醬油的。材料化學的應用范圍很廣，要學好這門專業(yè)，興趣、基礎和勤奮缺一不可。

材料化學是一門理論與實踐相結合的專業(yè)，四大化學——無機化學、有機化學、分析化學、物理化學是其專業(yè)基礎，后續(xù)的進階學習與之密不可分，可以說，它們是初學者必須要打通的關卡。

與材料物理側重對材料特性或相關理論，如材料的電磁性能、力學性能或微觀組織形貌等的研究不同，材料化學更側重化學方法制備、材料化學分析及相關機制研究，如合成某種塑料、檢測分析材料化學組成、材料使用過程中發(fā)生的化學變化等。因此，比起材料物理的理論學習，材料化學更重實驗操作。

我們專業(yè)的實驗操作課程都是根據(jù)四大化學的內(nèi)容來編制的，每周做實驗早已成為家常便飯。實驗課上先是原理的講解，此時一定要牢記藥品與儀器的搭配、重要的實驗步驟等，因為長達兩個小時的實驗就像煮飯一樣，“一著不慎，全鍋皆糊”。做化學實驗其實蠻有意思的， 加好“料子”，放在圓底燒瓶內(nèi)“煮”， 中途還要掐著時間看什么時候加其他材料，“煮”完之后，就可以放心等待反應物冷卻了。有人可能會問，盯著儀器一兩個小時，也太無聊了吧？其實不然，因為做實驗時我們腦海中總有一根害怕失敗的弦在時刻緊繃著，“煮”的過程中總會忍不住四處走走，去瞧瞧別人燒瓶里的材料是什么顏色、什么狀態(tài)，其實也挺有趣的。

材料物理：就業(yè)方向多樣化，天高地闊任君飛

材料物理是材料學領域少有的可授予工學學士或理學學士兩種學位的專業(yè)，是為欲從事材料科研工作的同學“量身定做”的專業(yè)。因此材料物理專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)面很廣，既能投身宏觀材料領域，也可躬耕精細材料研究。除了芯片，太陽能電池的改良、新型內(nèi)存條和固態(tài)硬盤的研發(fā)等，都屬于我們涉獵的范圍。 同學們畢業(yè)后將會有兩個大方向。一是從事科研工作，進入科學研究所研制和開發(fā)新材料。如果你想在未來從事科研工作的話，毋庸置疑要走上讀研甚至讀博之路。二是進入企業(yè)，在企業(yè)內(nèi)進行產(chǎn)品的改進和創(chuàng)新，比如半導體電子材料、微電子器件、磁性材料、金屬材料、材料物理測試分析等領域，或通訊、電子、汽車、家電、新材料、傳統(tǒng)金屬行業(yè)，都會有你的一席之地，但想進入企業(yè)工作最好也先讀研；如果讀研后不想繼續(xù)從事科研工作，也可以轉型成為高校講師。在這個專業(yè)，無論學習還是工作，都需要我們?nèi)^力拼搏。

材料化學：化工廠里乾坤大

材料化學專業(yè)的就業(yè)方向主要在高分子材料、無機非金屬材料、材料腐蝕與防護、化工、醫(yī)藥、能源、材料化學測試分析等領域，根據(jù)教育部近期公布的各專業(yè)就業(yè)率評分，材料物理和材料化學的平均薪資待遇差別不大，但學習化學化工類專業(yè)就不可避免地要進化工廠和實驗室。大三時，我們被安排去化工廠實習，為期兩周。在車間師傅的帶領下，我們參觀了玻璃、水泥等常見的無機非金屬材料的生產(chǎn)制造過程，還參觀了化工廠的材料樣品、生產(chǎn)設備等。在去化工廠前，我們以為化工廠應該和實驗室一樣，工作環(huán)境干凈整潔，然而，我們所看到的老式化工廠卻是滿地灰塵，空氣中還彌漫著刺鼻的氣味。我們這才了解到，有許多老式化工廠的生產(chǎn)工藝仍然十分落后，機器設備年久失修，各項生產(chǎn)指標無法達到現(xiàn)代化工廠的水平。由此可見，我國化工行業(yè)仍有很大的發(fā)展空間，這對于我們而言，也是一個不錯的機會，也讓即將踏入社會的我意識到：只有沉下心來鉆研新技術，方能為國家做出貢獻。

目前，我國尚未完全突破國產(chǎn)大飛機、高超飛行器、航空母艦、高端光刻機等“卡脖子”高精尖裝備關鍵部件的制備技術，這有待一代又一代材料人的努力，也需要材料學科與其他學科的融合創(chuàng)新，如果你對物理化學感興趣，有志從事科研工作，想為國防或高精尖裝備事業(yè)貢獻一份力量，材料物理與材料化學會是不錯的選擇。