علم المواد: تحولت NSF مواد العلوم من جهود البحث المعزولة إلى مؤسسة علمية قوية تدفع الابتكار عبر الصناعة والحياة اليومية الخط الأساسي - علم المواد يستكشف بنية وخصائص المواد شبه الموصلات والمعادن والسيراميك والبوليمر والمركبات المركبة وغيرها لفهم وتحسين أدائها. - من شاشات الهواتف الذكية وشرائح الكمبيوتر السيليكونية إلى المفاصل الاصطناعية ومكونات الطائرات ، المواد هي كتلة بناء التكنولوجيا الحديثة. - عقود من استثمارات مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية قد عززت المواد الحالية ، وخلقت جديدة وتبني ابتكارات تدعم الاقتصاد الأمريكي والحياة اليومية. ما هو علم المواد؟ يدرس علوم المواد والهندسة الهيكل والخصائص والسلوك الأساسية للمواد في شكل الكبيرة ، وكذلك على المستويات الجزيئية والذرية والذرية. هذا يفسر كيف يمكن أن يتم تصميم المواد الجديدة بشكل أكثر استدامة أو كيف يمكن أن تكون أكثر قدرات جديدة.يدرس الباحثون مجموعة واسعة من المواد ، من المعرفية ، مثل الزجاج والخرسانة والمعادن والبلاستيك ، إلى الغريبة ، مثل الموصلات الخارقة ، والمواد الحيوية والمواد المشتقة من البيولوجيا ، و "مواد التصميم" الجديدة التي يتم بناؤها طبقة واحدة من الذرات في وقت واحد. لماذا مهمة علم المواد؟ تعتمد كل تقنية وجهاز وبنية ومنتج مصنع على المواد التي يتم تصنيعها منها. من الأدوات الحجرية التي شكلت الحضارات المبكرة إلى الأقنيم التي تشكل طاقة العالم الرقمي اليوم ، توسعت التقدم في المواد باستمرار ما هو ممكن. يمكن للمواد الجديدة فتح قدرات جديدة بالكامل ، في حين أن التحسينات في المواد يمكن أن تعزز أداء التقنيات الحالية. المواد الجديدة التي هي أقوى وأخف وأكثر كفاءة من الطاقة وأكثر موثوقة في مجال التكنولوجيا الجديدة التي لها تأثيرات واسعة على المجتمع والاقتصاد.تمكن التقدم في المواد من تشغيل رقائق الكمبيوتر التي تعمل على الهواتف الذكية الحديثة وأنظمة الذكاء الاصطناعي. تمكن المفاصل الاصطناعية التي تعيد الحركة لملايين الأشخاص. تمكن المكونات المركبة من تركيب الألياف الكربونية الخفيفة التي تحسن أداء الطائرات وكفاءة الوقود. وتمكنت النظام الأساسي من الاستثمارات في علوم المواد خلال الحرب الباردة. أدرك صانعو السياسة بشكل متزايد أن التقدم في التكنولوجيا والدفاع يعتمد على تطوير المواد ذات الخصائص الجديدة. ولكن بحث المواد كان متناثرًا على جميع التخصصات مثل الكيمياء والفيزياء والهندسة والمعادن ، مما جعل من الصعب جمع رؤى هذه المجالات لحل التحديات. ساعدت الاستثمارات الاتحادية ، بما في ذلك الدعم المتزايد من NSF ، على ربط هذه التخصصات السابقة والجديدات في مجال المواد. في الخمسينيات والستينيات ، أسسعت علم NSF في العمل الاستثماري قوي في مجالات مثل الفيزية والفيزياء البوليمية.بحلول أوائل السبعينيات، أصبحت الوكالة واحدة من أكبر مؤيدين في البحث عن المواد في الجامعات، وتولى قيادة محفظة بحثية اتحادية كانت تقودها وزارة الحرب. من خلال استثماراتها المستمرة في أبحاث المواد المتعددة التخصصات، بما في ذلك برنامج NSF Longstanding Materials Research Science and Engineering Centers، ساهمت دعم NSF في العديد من الانتفاضات، بما في ذلك: - اكتشاف البوليمرات الموصوفة التي تُحمل جائزة نوبل البلاستيك التي يمكن أن تحكم الكهرباء. - تطوير الألوان الأزرق التي حصلت على جائزة نوبل، التي "كملت اللغز" للضوء الأحمر والخضراء والزرق اللازم لإنتاج الضوء الأبيض. - الهيدروجيلات والمواد الحيوية الطباعة 3D المستخدمة في العلاج بالجروح والأعضاء الاصطناعية. - التطلاءات المضادة للبكتيريا التي تحمي المحاصيل من الأمراض والجفاف.