Khoa học vật liệu: Các vật liệu của thế giới hiện đại NSF biến đổi khoa học vật liệu từ nỗ lực nghiên cứu cô lập thành một doanh nghiệp khoa học mạnh mẽ thúc đẩy đổi mới trong ngành công nghiệp và cuộc sống hàng ngày Hướng dẫn: Khoa học vật liệu khám phá cấu trúc và tính chất của vật liệu bán dẫn, kim loại, gốm, polymer, hợp chất và nhiều hơn nữa để hiểu và cải thiện hiệu suất của chúng. - Từ màn hình điện thoại thông minh và chip máy tính silic đến khớp nhân tạo và các thành phần máy bay, vật liệu là các khối xây dựng của công nghệ hiện đại. - Nhiều thập kỷ đầu tư của Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ đã nâng cao các vật liệu hiện có, tạo ra những vật liệu mới và những đổi mới cung cấp năng lượng cho nền kinh tế và cuộc sống hàng ngày Hoa Kỳ. Khoa học vật liệu và kỹ thuật vật liệu khám phá cấu trúc cơ bản, tính chất và hành vi của vật liệu trong dạng khối, cũng như trên các cấp độ phân tử, nguyên tử và nguyên tử. Việc hiểu được lý do chúng có thể được sử dụng và sử dụng hoàn toàn, làm thế nào chúng có thể được thiết kế mạnh mẽ hơn, thậm chí có thể giúp giải thích cách thức sử dụng các vật liệu mới và sử dụng mạnh mẽ hơn.Các nhà nghiên cứu nghiên cứu một loạt các vật liệu, từ vật liệu quen thuộc, như thủy tinh, bê tông, kim loại và nhựa, đến vật liệu kỳ lạ, như siêu dẫn, vật liệu sinh học và vật liệu sinh học, và " vật liệu thiết kế" mới được xây dựng một lớp nguyên tử một lúc. Tại sao khoa học vật liệu quan trọng? Mỗi công nghệ, thiết bị, cấu trúc và sản phẩm sản xuất phụ thuộc vào các chất mà nó được làm từ. Từ các công cụ đá đã hình thành nền văn minh ban đầu đến bán dẫn dẫn cung cấp năng lượng cho thế giới kỹ thuật số ngày nay, những tiến bộ trong vật liệu đã liên tục mở rộng những gì có thể.Những tiến bộ trong vật liệu đã cho phép các chip máy tính cung cấp năng lượng cho điện thoại thông minh hiện đại và hệ thống trí tuệ nhân tạo; khớp nhân tạo phục hồi sự di chuyển cho hàng triệu người; các hợp chất sợi carbon nhẹ cải thiện hiệu suất máy bay và hiệu quả nhiên liệu; và cầu, tòa nhà và cơ sở hạ tầng quan trọng khác mạnh mẽ hơn, chống ăn mòn hơn. Các khoản đầu tư của NSF vào khoa học vật liệu Trong Chiến tranh Lạnh, các nhà hoạch định chính sách ngày càng nhận ra rằng những tiến bộ trong công nghệ và quốc phòng phụ thuộc vào sự phát triển của vật liệu có tính chất mới. Nhưng nghiên cứu về vật liệu đã lan rộng trên các ngành như hóa học, vật lý, kỹ thuật và kim loại, khiến việc đưa ra cùng những hiểu biết về các lĩnh vực này để giải quyết khó khăn. Đầu tư liên bang, bao gồm sự hỗ trợ ngày càng tăng từ NSF, đã giúp kết nối các ngành này và lĩnh vực vật liệu hiện đại. Trong những năm 1950 và 1960, khoa học NSF đã được xây dựng trong các lĩnh vực đầu tư vững chắc như vật lý và vật lý đa dạng.Vào đầu những năm 1970, cơ quan này đã trở thành một trong những người ủng hộ hàng đầu của quốc gia về nghiên cứu vật liệu tại các trường đại học, đảm nhận sự lãnh đạo của một danh mục nghiên cứu liên bang trước đây được Bộ Chiến tranh dẫn đầu. Thông qua các khoản đầu tư liên tục của mình vào nghiên cứu vật liệu liên ngành, bao gồm chương trình lâu dài NSF Materials Research Science and Engineering Centers, sự hỗ trợ của NSF đã góp phần vào nhiều bước đột phá, bao gồm: - Việc khám phá được giải thưởng Nobel về các polymer dẫn điện nhựa có thể dẫn điện. - Việc phát triển được giải thưởng Nobel về đèn LED xanh, "làm kết câu đố" của ánh sáng đỏ, xanh lá cây và xanh dương cần thiết để sản xuất ánh sáng trắng. - Hydrogels và vật liệu sinh học in 3D được sử dụng cho lăng kính, chăm sóc vết thương và cơ quan nhân tạo. - Lớp phủ kháng khuẩn bảo vệ cây trồng khỏi các bệnh tiếp xúc và hạn hán.