材料科学与工程学科主要研究材料的成分设计，材料合成制备，材料成型加工，材料组织结构和材料性能之间的关系及其影响规律。一代材料支撑一代技术，引领一个工业时代。因此，本学科是现代经济社会发展的重要基础领域。材料是人类文明和社会进步的里程碑。材料是人类取用自然界物质，经组合和加工，得到具有预期性能，可用来制备各类器件、构件、工具、装置等器物的物质。在人类历史上，人们将石器、青铜器、铁器等当时的主导材料作为时代标志。在近代，钢铁材料的发展对于世界工业革命进程起到了决定性的作用，半导体材料的发展则把人类带入了信息时代。当前，材料朝智能化、复合化、多元化、纳米化和数字化方向发展。自20世纪60年代初以来，物理学、化学等学科的发展推动了对物质结构和材料内禀性能的研究和了解；冶金学、金属学、陶瓷学、半导体科学、有机高分子科学、纳米科技等学科的形成和发展推动了对材料的成分、制备加工技术、组织结构与性能及其相互关系的研究；金属材料、无机非金属材料、高分子材料等各类材料具有共同或相似的学科基础、科学内涵、乃至通用的研究方法与研究设备。同时随着科学技术的发展，材料与其它领域之间相互渗透，在客观上需要对各类材料进行综合的了解和研究。材料科学与工程学科已发展成为成熟的、完整的、规模最大的一级学科之一，并为相关学科的发展起到了重要的基础性支撑作用。当前，材料已与信息、能源和生物技术并列为国民经济发展的四大支柱产业，其中材料也是信息、能源、生物技术的重要基础。材料是社会进步的物质基础和先导，是冶金、机械、化工、建筑、信息、能源、航空航天和海洋工程等工业的支撑。材料是实现“双碳”战略的重要物质基础。材料作为社会生产生活必要的组成部分，早已作为一个统一的范畴进入到研究和生产领域，材料科学与工程学科也进入高速发展期。随着社会和科技进步，应用上既要求性能更为优异的各类高强、高韧、耐热、耐磨及耐腐蚀等新型结构材料，也需要各种具有光、电、磁、声及热等特殊性能及其耦合效应的新型功能材料，同时对材料与环境的协调性等方面的要求也日益提高。金属材料、无机非金属材料、高分子材料、纤维材料、复合材料、生物医用材料、光电信息材料与器件、能源材料、纳米材料技术、环境材料等已逐渐成为材料研究的重要领域。同时，计算科学在材料领域中的应用，为定量解析材料成分、制备工艺、组织结构性能的关系提供了可能，也为材料制备过程组织演变模拟提供了强有力的工具，材料基因工程逐步发展成材料科学与工程的一个重要分支，为高效率、体系化材料设计和新材料迭代快速发展奠定了重要基础。近年来，超轻材料、超柔材料等新材料的快速发展，使材料及其器件的设计理念和应用领域更加丰富。材料科学与工程的定量化研究与材料设计，是其发展的必由之路，通过揭示成分、制备工艺控制参量、微观组织结构参数与宏观性能之间的定量解析关系，从而达到根据性能要求，设计出材料的目标。展望未来，材料科学与工程学科的发展方向主要包括如下几个方面：实现微结构不同层次上的材料设计以及在此基础上的新材料开发；材料的复合化、低维化、智能化和结构功能一体化设计与制备技术研发；材料加工过程的智能化、自动化、集成化、绿色化、超精密化技术的开发等。另外，一方面要注重研究和解决有关材料的质量和工程问题，不断挖掘传统材料的潜力；另一方面，也要特别注重研究和解决与能源、信息相关的新兴材料，支撑社会可持续发展。材料科学与工程学科已成为现代科学技术的重要分支，持续不断地为国民经济的发展和社会科技的进步做出重要贡献。更多详情