材料科学:现代世界的材料科学 NSF从孤立的研究努力转化为推动工业和日常生活创新的强大科学企业. 底线 - 材料科学探索材料的结构和特性半导体,金属,陶,聚合物,复合物等了解和提高其性能. - 从智能手机屏幕和芯片到人工关节和飞机组件,材料是现代技术的基石. - 美国国家科学基金会数十年的投资增强了现有的材料,创造了新的材料和创新,推动美国经济和日常生活.材料科学是什么?材料科学和工程探索材料的基本结构,特性和行为,以及在分子,原子和原子层面的材料. 这种理解可以解释为什么它们可以更强大,更具备新的功能,甚至是如何设计的新材料.研究人员研究了各种材料,从熟悉的,如玻璃,混凝土,金属和塑料,到异国化的,如超导体,生物材料和生物衍生材料,以及一次性建造一个原子层的新"设计材料".材料科学为什么重要?每种技术,设备,结构和制造产品都取决于它制造的物质.从塑造早期文明的石头工具到推动当今数字世界的半导体,材料的进步不断扩大了可能的东西.新材料可以释放完全新的能力,而改进材料可以提高现有技术的性能.新的材料更强,更轻,更节能,更能耗能源和更可靠的新技术可以影响社会和经济.材料的进步使得电脑芯片能够为现代智能手机和人工智能系统提供动力;人工关节可以恢复数百万人的流动性;轻量级的碳纤维复合物可以提高飞机性能和燃料效率;更强,更耐腐蚀的桥梁,建筑物和其他关键基础设施.在冷战期间,NSF在材料科学方面的投资,政策制定者越来越认识到技术和国防的进步取决于具有新特性的材料的发展.但材料的研究分散在化学,物理学,工程和金学等学科中,使得难以结合这些领域的见解来解决挑战.联邦投资,包括NSF的不断增长的支持,帮助连接这些以前不同学科和现代材料领域.在1950年代和1960年代,NSF在化学,物理,工程和金属学等领域建立了坚实的投资工作.到了20世纪70年代初,该机构已成为美国大学材料研究的最主要支持者之一,并担任战争部先前领导的联邦研究组合的领导者.通过持续投资跨学科材料研究,包括长期以来的NSF材料研究科学和工程中心计划,NSF的支持为多项突破做出了贡献,包括: - 诺贝尔奖获得的导电聚合物塑料的发现. - 诺贝尔奖获得的蓝色LED开发,该项目"完成了白光产生所需的红色,绿色和蓝色光的题. - 水凝和用于镜头,伤口护理和人工器官的3D打印生物材料. - 保护农作物免受干旱和干旱疾病的抗菌涂料.