Apa itu Ilmu Bahan? Kuliah, Pekerjaan, Gaji

Ilmu material adalah bidang STEM multi-disiplin yang melibatkan pembuatan dan pembuatan bahan baru dengan sifat-sifat yang diinginkan spesifik. Ilmu material terletak di perbatasan antara teknik dan ilmu alam, dan untuk alasan itu, bidang ini sering dilabeli dengan kedua istilah: "ilmu material dan teknik."

Pengembangan dan pengujian bahan-bahan baru mengacu pada berbagai bidang termasuk kimia, fisika, biologi, matematika, teknik mesin, dan teknik listrik.

Pengambilan Kunci: Ilmu Material

Gelas layar ponsel Anda, semikonduktor yang digunakan untuk menghasilkan energi matahari, peredam kejut plastik helm sepak bola, dan paduan logam di bingkai sepeda Anda adalah semua produk bahan ilmuwan. Beberapa ilmuwan bahan bekerja di ujung sains spektrum ketika mereka merancang dan mengendalikan reaksi kimia untuk membuat bahan baru. Lainnya bekerja lebih banyak di sisi sains dan teknik terapan lapangan karena mereka menguji bahan untuk spesifik aplikasi, mengembangkan metode untuk memproduksi bahan baru, dan mencocokkan sifat bahan dengan spesifikasi yang diperlukan untuk suatu produk.

Karena bidangnya sangat luas, perguruan tinggi dan universitas biasanya memecah lapangan menjadi beberapa subbidang.

Teknik keramik dan kaca bisa dibilang salah satu bidang ilmu tertua, karena kapal keramik pertama diciptakan sekitar 12.000 tahun yang lalu. Sementara benda sehari-hari seperti peralatan makan, toilet, wastafel, dan jendela masih menjadi bagian dari lapangan, banyak aplikasi teknologi tinggi telah muncul dalam beberapa dekade terakhir. Pengembangan Gorilla Glass dari Corning - kaca kekuatan tinggi dan tahan lama yang digunakan untuk hampir semua layar sentuh - telah merevolusi banyak bidang teknologi. Keramik berkekuatan tinggi seperti silikon karbida dan boron karbida memiliki banyak kegunaan industri dan militer, dan bahan tahan api digunakan di mana saja suhu tinggi sedang bermain, dari reaktor nuklir ke pelindung termal aktif pesawat ruang angkasa. Di bidang medis, daya tahan dan kekuatan keramik telah menjadikannya komponen utama dari banyak penggantian sendi.

Ilmuwan polimer bekerja terutama dengan plastik dan elastomer — bahan yang relatif ringan dan sering fleksibel yang terbuat dari molekul mirip rantai panjang. Dari botol minum plastik hingga ban mobil hingga rompi Kevlar yang tahan peluru, polimer memainkan peran besar di dunia kita. Siswa yang mempelajari polimer akan membutuhkan keterampilan yang kuat dalam kimia organik. Di tempat kerja, para ilmuwan bekerja untuk membuat plastik yang memiliki kekuatan, fleksibilitas, kekerasan, sifat termal, dan bahkan karakteristik optik yang diperlukan untuk aplikasi yang diberikan. Beberapa tantangan saat ini di lapangan termasuk mengembangkan plastik yang akan rusak di lingkungan, dan membuat plastik khusus untuk digunakan dalam prosedur medis yang menyelamatkan jiwa.

Ilmu metalurgi memiliki sejarah panjang. Tembaga telah digunakan oleh manusia selama lebih dari 10.000 tahun, dan zat besi yang lebih kuat berasal dari 3.000 tahun yang lalu. Memang, kemajuan dalam metalurgi dapat dihubungkan dengan naik turunnya peradaban berkat penggunaannya dalam senjata dan baju besi. Metalurgi masih merupakan bidang yang penting bagi militer, tetapi juga memiliki peran penting dalam industri otomotif, komputer, aeronautika, dan konstruksi. Para ahli metalurgi sering bekerja untuk mengembangkan logam dan paduan logam dengan kekuatan, daya tahan, dan sifat termal yang diperlukan untuk aplikasi tertentu.

Materi elektronik, dalam arti luas, adalah setiap materi yang digunakan untuk membuat perangkat elektronik. Subbidang ilmu material ini dapat melibatkan studi tentang konduktor, isolator, dan semikonduktor. Bidang komputer dan komunikasi sangat bergantung pada spesialis dalam bahan elektronik, dan permintaan para ahli akan tetap kuat untuk masa mendatang. Kami akan selalu mencari perangkat elektronik dan sistem komunikasi yang lebih kecil, lebih cepat, lebih dapat diandalkan. Sumber energi terbarukan seperti matahari juga bergantung pada bahan elektronik, dan masih ada ruang yang signifikan untuk peningkatan efisiensi di bagian depan ini.

Bidang biomaterial telah ada selama beberapa dekade, tetapi telah lepas landas pada abad kedua puluh satu. Nama "biomaterial" bisa agak menyesatkan, karena tidak merujuk pada bahan biologis seperti tulang rawan atau tulang. Sebaliknya, ini merujuk pada materi yang berinteraksi dengan sistem kehidupan. Biomaterial dapat berupa plastik, keramik, gelas, logam, atau komposit, tetapi mereka memiliki fungsi yang berhubungan dengan perawatan medis atau diagnosis. Katup jantung buatan, lensa kontak, dan sambungan artifisial semuanya terbuat dari biomaterial yang dirancang untuk memiliki sifat khusus yang memungkinkannya bekerja bersama dengan tubuh manusia. Jaringan buatan, saraf, dan organ adalah beberapa area penelitian yang muncul saat ini.

Jika Anda jurusan sains dan teknik material, kemungkinan besar Anda perlu belajar matematika persamaan diferensial, dan kurikulum inti untuk gelar sarjana mungkin akan mencakup kelas di fisika, biologi, dan kimia. Kursus lain akan lebih terspesialisasi dan mungkin mencakup topik-topik seperti ini:

• Perilaku Mekanik Bahan
• Pengolahan bahan
• Termodinamika Bahan
• Kristalografi dan Struktur
• Properti Bahan Elektronik
• Karakterisasi Bahan
• Material Komposit
• Bahan Biomedis
• Polimer

Secara umum, Anda dapat mengharapkan banyak kimia dan fisika dalam kurikulum ilmu material Anda. Anda akan memiliki banyak pilihan untuk dipilih saat Anda memutuskan spesialisasi seperti plastik, keramik, atau logam.

Jika Anda tertarik pada sains dan teknik bahan, Anda mungkin akan menemukan program terbaik di universitas dan lembaga teknologi komprehensif Universitas regional yang lebih kecil dan perguruan tinggi seni liberal tidak cenderung memiliki program yang kuat di bidang teknik, terutama bidang interdisipliner seperti ilmu material yang membutuhkan infrastruktur laboratorium yang signifikan. Program yang kuat dalam ilmu material dapat ditemukan di sekolah-sekolah berikut di Amerika Serikat:

• Institut Teknologi California (Caltech)
• Universitas Carnegie Mellon
• Universitas Cornell
• Institut Teknologi Georgia (Georgia Tech)
• Institut Teknologi Massachusetts (MIT)
• Universitas Northwestern
• Universitas Stanford
• Universitas California di Berkeley
• Universitas Illinois di Urbana-Champaign
• Universitas Michigan di Ann Arbor

Perlu diingat bahwa semua sekolah ini sangat selektif. Bahkan, MIT, Caltech, Northwestern, dan Stanford berada di peringkat 20 sebagian besar perguruan tinggi selektif di negara ini, dan Cornell tidak jauh di belakang.

Hampir semua lulusan teknik memiliki prospek pekerjaan yang baik di dunia teknologi kita, dan ilmu dan teknik material tidak terkecuali. Penghasilan potensial Anda, tentu saja, akan dikaitkan dengan jenis pekerjaan yang Anda kejar. Ilmuwan material dapat bekerja di sektor swasta, pemerintah, atau pendidikan. Payscale.com menyatakan bahwa gaji rata-rata untuk seorang karyawan dengan gelar sarjana dalam ilmu material adalah $ 67.900 di awal karir, dan $ 106.300 pada pertengahan karir.