材料物理&材料化学：拥抱不一样的材料世界

孙磊磊 杨玉潇

材料物理和材料化学这两个专业乍一看也许让人有些摸不着头脑，它们的名称既不像会计学、土木工程、临床医学等专业那般直观明了，也不似航空航天工程、光电信息科学与工程、人工智能等专业那般“高大上”。不过，无论是咱们日常使用电脑、手机、汽车，还是科学研究中很热门的纳米材料、新能源电池，都会涉及材料物理和材料化学的知识，这两个专业的覆盖面还是非常广的，是一众专业中不折不扣的“百变金刚”，这也意味着这两个专业的毕业生无论是从事工程技术工作，还是进一步考研读博，抑或留学深造，都大有可为。那么，这两个专业有什么不同之处呢？

材料物理：穷物以理，构以良材

我就读的材料物理专业在众多专业中算是比较年轻的，发展至今不过70余年，虽然与传统的化学、物理学等学科相比尚有很大的差距，但这也意味着其有着广阔的发展潜力和空间。

材料物理是对功能材料的合成与结构表征、新型材料的设计与开发、材料的计算机模拟等诸多领域进行研究的一门专业，它与材料化学同属材料学科，主要围绕某类材料开展研究，并以物理、化学等自然科学为基础，研究材料的物理、化学行为与规律，以开发具有特定性能的先进材料和相关器件。目前，材料物理专业主要面向新能源与信息等新功能材料的探索，侧重从物理学原理出发，研究其结构、特性与性能。该专业有两大主干学科，即材料科学与工程、材料物理与化学。且因为材料物理中涉及大量的理论计算，需要我们设计算法、编写程序，所以学好数学和计算机将对我们很有帮助。

我就读此专业期间，有为怎样画图而苦恼过，有因记不住理论而困惑过，有被全英文的长篇“恐怖”文献支配过……但科研之路就像一句名言所说：“板凳要坐十年冷，文章不写一句空。”既然选择远方，又何惧风雨？

由于本科学习压力并不大，我利用空余时间跟随一位研究生学长的脚步，在大一就接触到了科研。 我至今仍然记得我拿到的第一篇文献——中科院某位博士生的论文，我满怀好奇地去阅读它，想象着自己的科研路。首先映入眼帘的是三四页长长的目录，翻下来看，这篇论文的总页数居然有三百多页——这些数字瞬间打破了我的“妄想”。我读第一章第一节就用了两个小时，里面有许多我没见过的专有名词，看得我脑袋发胀。看来想要投入科研，还是不能操之过急，我在心里默念着“不能急躁，要有耐心，坚持下去”。于是，一个个名词的含义，一条条定理的解释，充实了我一个又一个下午的时光……就这样一步步向前走着，远方梦想的轮廓，好像变得清晰了一些。

材料化学：一门“煮”出来的学问

材料化学是一门新兴的交叉学科，也是现代材料科学、化学和化工研究领域的重要分支。材料化学主要研究新材料的制备、加工、应用以及它们之间的关系。简单地举个例子来说，应用化学是研究黄豆如何变成酱油的，而材料化学是研究除了黄豆还有什么可以变成酱油的。材料化学的应用范围很广，要学好这门专业，兴趣、基础和勤奋缺一不可。

材料化学是一门理论与实践相结合的专业，四大化学——无机化学、有机化学、分析化学、物理化学是其专业基础，后续的进阶学习与之密不可分，可以说，它们是初学者必须要打通的关卡。

与材料物理侧重对材料特性或相关理论，如材料的电磁性能、力学性能或微观组织形貌等的研究不同，材料化学更侧重化学方法制备、材料化学分析及相关机制研究，如合成某种塑料、检测分析材料化学组成、材料使用过程中发生的化学变化等。因此，比起材料物理的理论学习，材料化学更重实验操作。

我们专业的实验操作课程都是根据四大化学的内容来编制的，每周做实验早已成为家常便饭。实验课上先是原理的讲解，此时一定要牢记药品与仪器的搭配、重要的实验步骤等，因为长达两个小时的实验就像煮饭一样，“一着不慎，全锅皆糊”。做化学实验其实蛮有意思的， 加好“料子”，放在圆底烧瓶内“煮”， 中途还要掐着时间看什么时候加其他材料，“煮”完之后，就可以放心等待反應物冷却了。有人可能会问，盯着仪器一两个小时，也太无聊了吧？其实不然，因为做实验时我们脑海中总有一根害怕失败的弦在时刻紧绷着，“煮”的过程中总会忍不住四处走走，去瞧瞧别人烧瓶里的材料是什么颜色、什么状态，其实也挺有趣的。

材料物理：就业方向多样化，天高地阔任君飞

材料物理是材料学领域少有的可授予工学学士或理学学士两种学位的专业，是为欲从事材料科研工作的同学“量身定做”的专业。因此材料物理专业毕业生的就业面很广，既能投身宏观材料领域，也可躬耕精细材料研究。除了芯片，太阳能电池的改良、新型内存条和固态硬盘的研发等，都属于我们涉猎的范围。 同学们毕业后将会有两个大方向。一是从事科研工作，进入科学研究所研制和开发新材料。如果你想在未来从事科研工作的话，毋庸置疑要走上读研甚至读博之路。二是进入企业，在企业内进行产品的改进和创新，比如半导体电子材料、微电子器件、磁性材料、金属材料、材料物理测试分析等领域，或通讯、电子、汽车、家电、新材料、传统金属行业，都会有你的一席之地，但想进入企业工作最好也先读研；如果读研后不想继续从事科研工作，也可以转型成为高校讲师。在这个专业，无论学习还是工作，都需要我们去奋力拼搏。

材料化学：化工厂里乾坤大

材料化学专业的就业方向主要在高分子材料、无机非金属材料、材料腐蚀与防护、化工、医药、能源、材料化学测试分析等领域，根据教育部近期公布的各专业就业率评分，材料物理和材料化学的平均薪资待遇差别不大，但学习化学化工类专业就不可避免地要进化工厂和实验室。大三时，我们被安排去化工厂实习，为期两周。在车间师傅的带领下，我们参观了玻璃、水泥等常见的无机非金属材料的生产制造过程，还参观了化工厂的材料样品、生产设备等。在去化工厂前，我们以为化工厂应该和实验室一样，工作环境干净整洁，然而，我们所看到的老式化工厂却是满地灰尘，空气中还弥漫着刺鼻的气味。我们这才了解到，有许多老式化工厂的生产工艺仍然十分落后，机器设备年久失修，各项生产指标无法达到现代化工厂的水平。由此可见，我国化工行业仍有很大的发展空间，这对于我们而言，也是一个不错的机会，也让即将踏入社会的我意识到：只有沉下心来钻研新技术，方能为国家做出贡献。

目前，我国尚未完全突破国产大飞机、高超飞行器、航空母舰、高端光刻机等“卡脖子”高精尖装备关键部件的制备技术，这有待一代又一代材料人的努力，也需要材料学科与其他学科的融合创新，如果你对物理化学感兴趣，有志从事科研工作，想为国防或高精尖装备事业贡献一份力量，材料物理与材料化学会是不错的选择。