材料科学和工程分方向介绍(生物材料)
0805材料科学与工程学科简介
0805材料科学与工程一级学科简介一级学科（中文）名称：材料科学与工程（英文）名称： Materials Science and Engineering一、学科概况材料科学与工程学科是研究材料的组成与结构、合成与加工、性质、使用性能等要素和它们之间相互关系的规律，并研究材料与构建的生产过程及其技术，制成具有一定使用性能和经济价值的材料及构建的学科。
材料是具有一定性能，可用于制作器件、构件、工具、装置、物品的物质。
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西方工业革命进程起了决定性的作用；半导体材料的发展把人类带入了信息时代。
自２０世纪６０年代初以来，物理、化学等学科的发展推动了对物质结构、物性和材料本质的研究和了解；冶金学、金属学、陶瓷学、高分子科学等的发展推动了对材料的制备、结构、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的或相似的学科基础、学科内涵、研究方法与研究设备；同时科学技术的发展在客观上需要对各类材料的全面了解和研究。
在此背景下，材料科学与工程学科逐步形成并迅速发展成为一门独立的一级学科。
当今，材料是社会进步的物质基础和先导。
人们把材料、信息、能源作为现代文明的三大支柱。
材料是冶金、机械、化工、建筑、信息、能源、航天航空等工业的支撑，是社会发展与技术进步的物质基础和技术先导。
随着社会和科技进步，人们不仅要求性能更为优异的各类高强、高韧、耐热、耐磨、耐腐蚀新材料，而且需要各种具有光、电、磁、声、热等特殊性能及其耦合效应的新材料，同时对材料与环境的协调性等方面的要求也日益提高。
生物材料、信息材料、能源材料、智能材料及生态环境材料等将成为材料研究的重要领域。
展望未来，材料科学与工程学科的发展方向将是：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、智能化和结构材料－功能材料一体化设计与制备技术；材料加工过程的自动化、集成化等。
生物医学工程领域的材料科学
生物医学工程领域的材料科学生物医学工程一直是一个引人注目的领域，涉及从医学影像学、药物输送到组织工程等多个领域。
在这个领域中，材料科学起着至关重要的作用。
材料研究为医疗器械的发展提供了基础，也为生物医学研究提供了新的发展方向。
生物医学工程中最基础的材料是生物材料。
生物材料是一类可用于医学应用的材料，包括从纯合金和合金到陶瓷、塑料和天然材料等。
生物材料的应用范围非常广泛，从替换缺陷组织到拆除心脏壁上的血凝块，都有应用。
但是，生物材料的应用也带来了其独特的挑战。
因为生物材料与人体内部相互作用，所以需要考虑材料的生物相容性，同时也需要考虑其力学性能和结构特性。
现在，在生物医学工程领域中，有很多新型的材料正在得到广泛的研究。
例如，增强型生物材料、仿生材料、聚合物、纳米材料、金属拆分材料和组织工程材料等。
增强型生物材料是通过添加某些化学物质或开发新的生产技术来增强其形态和功能。
这种新型生物材料可以帮助人体内部的组织快速恢复。
例如，在组织重建中，增强型生物材料可以用来刺激人体细胞的生长，以帮助组织再生。
仿生材料也是一种新的生物材料。
仿生材料是指那些从生物体的结构、形态和功能中汲取灵感，制造出类似于生物组织或器官的材料。
仿生材料在生物医学工程中的应用最具前景的是心脏和骨骼器官的修复。
聚合物是一种新颖的生物材料。
聚合物是指将两种或多种单体通过共价键结合在一起的新材料。
这种结构带来的优势是非常明显的，因为聚合物可以具有非常具体的物理性质和化学性质。
纳米材料是相对较新的生物材料，其物理和化学性质的变化使工程师可以改变材料的力学性能和结构特性。
纳米材料通常具有大量的表面积，使得吸附分子或细胞变得容易。
这种新的材料在生物医学应用中有巨大的潜力：可以用于药物输送、细胞生物学和医学成像等。
金属拆分材料是一种新的生物敏感材料，它会响应也用环境的变化。
例如，当金属拆分材料接触到特定病理学变化时，金属将会被分解、释放具有治疗功效的药物。
材料科学的前沿领域及其研究方向
材料科学的前沿领域及其研究方向材料科学是一个涉及多个学科的综合性科学，涵盖了各种物质的结构、性质、制备、加工、性质控制和应用等方面的研究。
随着人类生产和生活水平的不断提高，材料科学的研究也越来越受到人们的重视。
目前，材料科学的前沿领域涉及了纳米材料、生物材料、高性能材料、能源材料、环境材料等多个热门领域。
一、纳米材料纳米材料是一种尺寸在纳米级别的材料，其具有独特的物理、化学和生物学等特性，因此在实际应用中具有很高的潜力。
纳米材料的研究方向主要包括：1.纳米材料的制备与表征2.纳米材料的物理学和化学性质3.纳米材料在生物医学中的应用4.纳米材料在电子、光电子和磁电子方面的应用二、生物材料生物材料是一种可以与生物体相容、能够被生物组织识别和使用的材料。
因为它具有很好的生物相容性和可降解性，因此具有广泛的应用前景，被广泛应用于医学、牙科、组织工程等方面的研究。
生物材料的研究方向主要包括：1.生物游离质体的孵化与传递2.生物材料的结构与性能3.生物材料的制备与应用三、高性能材料高性能材料是指具有优异的力学性能、热学性能、电学性能、化学性能和电化学性能的材料。
因为它们在许多领域都有重要的应用，如航空、汽车、船舶、能源、电子等等，因此在现代工业中得到了广泛的应用。
高性能材料的研究方向主要包括：1.先进结构材料的制备和性能优化2.先进复合材料的制备和应用3.耐高温材料的制备和应用四、能源材料能源材料是指用于制备能源设备、实现能源转换和传输的材料。
由于能源安全问题日益突出，新型、高效、低排放的能源材料的研究成为了时代的需求。
能源材料的研究方向主要包括：1.太阳能电池和光电催化剂材料2.电池、锂离子电池和超级电容器材料3.氢能源和燃料电池材料五、环境材料环境材料是指用于保护环境、减少污染和提高资源利用效率的材料。
随着环境问题日益突出，环保材料的研究也越来越受到人们的关注。
环保材料的研究方向主要包括：1.新型净化剂材料和污染物吸附材料2.清洁能源和绿色能源材料3.可回收、可降解的环保材料总之，材料科学是一个涉及广泛、前沿性较强的学科，涵盖了多个热门领域。
材料科学与工程的一级学科
材料科学与工程的一级学科
（原创版）
目录
1.材料科学与工程的定义与概述
2.材料科学与工程的一级学科分类
3.材料科学与工程各一级学科的研究方向与内容
4.材料科学与工程一级学科的发展前景
正文
材料科学与工程是一门研究材料结构、性能、制备和应用的学科，它涉及到多种材料的研究，如金属、陶瓷、聚合物和复合材料等。
随着科技的飞速发展，材料科学与工程在各个领域中发挥着越来越重要的作用，成为了推动我国科技进步的重要力量。
材料科学与工程是一级学科，下设多个二级学科。
这些二级学科分别为：
1.材料物理与化学：主要研究材料的物理性能、化学组成和结构，探索材料的制备方法、性能优化和应用。
2.材料学：研究材料的结构、性能、制备和应用，包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料等。
3.材料加工工程：研究材料的加工工艺和设备，包括铸造、锻造、焊接、热处理等各种加工方法。
各一级学科的研究方向和内容分别为：
1.材料物理与化学：材料制备、材料性能、材料结构、材料腐蚀与防护、材料计算等。
2.材料学：金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料、纳米材料、
生物材料等。
3.材料加工工程：铸造技术、锻造技术、焊接技术、热处理技术、模具设计与制造等。
材料科学与工程一级学科在我国的发展前景十分广阔。
随着国家对新材料、新技术的重视和大力支持，材料科学与工程领域的研究取得了举世瞩目的成果。
材料科学与工程的考研方向和课程
材料科学与工程是一门研究材料的结构、性能、制备和应用的学科，涉及到物质科学、化学、物理学、工程技术等多个领域。
因其在工程制造、新材料开发、能源、环境等领域的广泛应用，材料科学与工程的研究和教育备受重视。
考研生选择材料科学与工程作为研究方向，需要深入了解相关课程和发展趋势，为将来的学习和研究工作做好准备。
一、考研方向材料科学与工程的研究方向众多，包括材料物理、材料化学、材料工程、功能材料等。
考研生在选择研究方向时，可根据个人兴趣和职业发展规划进行综合考量。
对于重点高校，常见的研究方向包括先进材料与制备技术、材料表征与测试技术、功能材料与器件等。
二、课程设置1. 材料物理材料物理是材料科学与工程的基础课程之一，主要介绍材料的结构、性质、热力学和动力学等基本理论。
考研生需要系统学习晶体结构、缺陷理论、固体物理、磁性材料等知识，为进一步的研究打下坚实基础。
2. 材料化学材料化学课程探讨材料的化学成分、结构和变化规律，涉及到材料的合成、改性、表面处理等方面的内容。
考研生需了解材料的化学成分及其在材料性能中的作用，掌握材料制备的基本原理和方法。
3. 材料工程材料工程课程包括金属材料工程、塑性加工工程、焊接工程等多个专业方向，主要介绍材料的加工、成形、处理和应用。
考研生需要熟悉材料加工的原理和技术，了解不同材料在工程中的应用特点。
4. 功能材料功能材料是近年来材料科学与工程的研究热点之一，涉及到光电、磁电、光学、生物等多个方向的应用。
考研生需要对功能材料的制备、性能调控及其在电子、光电、传感等领域的应用有一定的了解。
三、发展趋势1. 智能材料随着人工智能、物联网等技术的发展，智能材料的研究受到越来越多的关注。
考研生在选择研究方向时，可以考虑智能材料及其应用领域的发展趋势。
2. 生物材料生物材料是结合材料科学与生物医学工程的交叉学科，主要研究生物相容性材料、组织工程材料等。
未来生物材料在医学、生命科学等领域有着巨大的应用潜力。
materials science and engineering b 分区-概述说明以及解释
materials science and engineering b 分区-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以简要介绍"Materials Science and Engineering B"这个学科的背景和重要性，以及本篇文章将要涉及的主题和研究内容。
引言1. 概述在当今科技不断发展的时代，材料科学与工程（Materials Science and Engineering，简称MSE）正日益成为一个极具挑战和前景的领域。
作为一门交叉学科，材料科学和工程不仅关注材料的性质、结构和性能，还关注材料制备、加工和应用等方面。
"MSE B"指的是专注于特定研究区域的期刊，即Materials Science and Engineering B。
它是一个专门出版材料科学与工程B类相关研究的期刊，发表了许多高质量的学术论文和研究成果。
本文旨在探讨"MSE B"分区对于材料科学与工程研究的意义和影响。
我们将对该分区的背景和相关资讯进行全面的分析，并重点关注其在学术界和工业领域中的广泛应用。
此外，本文还将深入探讨"MSE B"分区对于科研人员的影响和学术发展的趋势。
通过对相关文献和研究成果的分析和总结，我们将进一步了解"MSE B"分区对于材料科学与工程领域的推动作用和引领作用。
在接下来的章节中，我们将首先对"MSE B"分区的背景和定义进行介绍。
然后，我们将讨论"MSE B"分区的方法和标准，以及其与其他相关期刊和分区的比较。
接着，我们将深入探讨该分区在学术界和工业领域中的影响和应用。
最后，我们将总结本文的主要观点，并展望"MSE B"分区的未来发展趋势。
通过对"MSE B"分区的深入研究和分析，我们可以更好地了解这个领域的最新发展和趋势，促进科研人员之间的学术交流和合作，推动材料科学与工程的不断进步和创新。
材料科学与工程学科对应的专业
材料科学与工程学科对应的专业材料科学与工程学科对应的专业范围非常广泛，涉及到材料的设计、合成、加工、性能测试、性能优化等方面。
下面将从材料科学与工程学科中的几个主要专业方向进行介绍，帮助大家更全面地了解该学科的内容。
1.金属材料工程：金属材料工程是材料科学与工程学科中的一个重要专业方向。
该方向主要涉及金属材料的研究、开发和应用。
通过学习金属材料的结构、合金化、表面处理、性能测试等知识，培养学生对金属材料的设计与应用能力。
学生可以学习到金属材料的制备工艺、热处理、金属的物理和力学性能等内容，并且可以学习到有关金属材料性能优化和应用领域的知识。
2.高分子材料与工程：高分子材料与工程是材料科学与工程学科中的另一个重要方向。
该方向主要研究高分子材料的合成、制备、性能调控和加工工艺等内容。
学生可以学习到高分子材料的结构与性能的相关知识，了解高分子材料的应用领域和行业前沿。
通过学习，学生可以掌握高分子材料的制备方法、表征技术以及高分子材料在塑料、橡胶、纤维等领域的应用。
3.纳米材料与技术：纳米材料与技术是材料科学与工程学科中涉及到领域之一。
纳米材料具有特殊的物理、化学和力学性质，具有广泛的应用前景。
学生通过学习纳米材料的制备、表征和性能研究等内容，可以了解纳米材料的的特点以及其在电子、光电、催化等领域的应用。
学生还可以学习到纳米材料的制备方法、表征技术以及纳米材料的性能调控等知识。
4.材料表征与测试技术：材料表征与测试技术是材料科学与工程学科中非常重要的一个领域。
该方向主要涉及材料中结构、性能和组分的研究与测试。
学生可以学习到材料表征和测试技术的基本原理和方法，包括电子显微镜、X射线衍射、扫描电子显微镜等技术。
学生还可以学习到材料性能测试的方法和参数分析的技术，掌握材料性质测试和分析的技能。
以上介绍的只是材料科学与工程学科中的几个主要专业方向，该学科还涉及到很多其他的专业方向，如先进材料、能源材料、生物材料等。
材料科学与工程专业介绍
材料科学与工程专业介绍篇一：材料科学与工程专业介绍材料科学与工程专业材料科学与工程即材料科学与工程专业。
材料科学与工程（英文名：Materials Science and Engineering，缩写MSE）。
在国务院学位委员会学科评议组制定和颁布的《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》中，材料科学与工程属于工学学科门类之中的其中一个一级学科，下设3个二级学科，分别是：材料物理与化学、材料学、材料加工工程。
材料科学与工程专业是研究材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用的学科。
在现代科学技术中，材料科学是国民经济发展的三大支柱之一。
主要专业方向有金属材料、无机非金属材料、耐磨材料、表面强化、材料加工等。
1专业特色材料科学与工程专业以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面研究的学科。
2培养目标材料科学与工程专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作，适应社会主义市场经济发展的高层次、材料科学研究者高素质全面发展的科学研究与工程技术人才。
培养要求材料科学与工程专业学生主要学习材料科学与工程的基础理论，学习与掌握材料的制备、组成、组织结构与性能之间关系的基本规律。
受到金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料以及各种先进材料的制备、性能分析与检测技能的基本训练。
掌握材料设计和制备工艺设计、提高材料的性能和产品的质量、开发分析与检测技能的基本训练。
掌握材料设计和制备工艺设计、提高材料的性能和产品的质量、开发研究新材料和新工艺方面的基本能力。
[2]3知识领域1.掌握金属材料、无机非金属材料、高分子材料、防腐专业以及其它高新技术材料科学的基础理论和材料合成与制备、材料复合、材料设计等专业基础知识；2.掌握材料性能检测和产品质量控制的基本知识，具有研究和开发新材料、新工艺的初步能力；3.掌握材料加工的基本知识，具有正确选择设备进行材料研究、材料设计、材料研制的初步能力；4.具有本专业必需的机械设计、电工与电子技术、计算机应用的基本知识和技能；5.熟悉技术经济管理知识；6.掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有初步的科学研究和实际工作能力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
研究领域：高性能复 合膜及其分离过程研 究;化学纤维成形原 理与工艺；特种纤维 成形加工技术。 人工肺微孔中空纤维 的研制
主要研究方向： 膜材 料与中空纤维膜制备 技术 高生物相容性聚醚砜 中空纤维血液透析膜 研究
1.有机/无机纳米复合材料、 2.功能吸附性材料、 3.仿生材料、 4.生物医用高分子材料、 5.微生物多孔材料、 6.药物释放微凝胶和宏观 凝胶
2013年11月7日，来自美国一家生物技术公司Organovo用 3D打印机打印出功能正常的肝脏组织并存活了长达40天之 久，再次打破该公司于5月份创造的存活5天的记录。
三、生物医用材料 市场发展概况
全球生物医用材料 细分市场发展 矫形外科修复材料
和制品 心血管系统修复材 料、血液净化材料
增长率26% 高速增长 市场将达 800亿美元
四、学习课程及内容
本专业方向大学一、二年级的课程与材料 与工程专业其他方向一致。 大三年级增设《生物化学》、《生物医学 材料学》和《生物材料概论》等学科方向 课程。 增加选修课程，如《组织工程学》、《控 制释放理论与应用》、《生物可降解高分 子》等。
五、培养目标
具备高分子材料基生物材料科学与工程的 基础知识和专业知识，具有材料学、生物 学和医学多学科综合知识和创新能力的， 具有国际视野和医学伦理观念，能在生物 材料的制备、改性、加工成型及应用等领 域从事科学研究、技术开发、工艺设计、 生产及经营管理的、素质优良、有创新精 神的综合型高级专门人才。
例如：
德国产品 UHMWPE材料
•ISO5834-2
•ASTM F648
•可用为人工关节、 人工骨骼植入人体 •极低的能耗 •……
珊瑚骨修复材料
Interpore Cross International Inc. SynergyTM IQ Low Back System
脊 柱 修 复 支 架
人造血管
工程化组织和器官
人造皮肤、组织粘 合剂及术后防粘连 增长率45% 制品 其他医疗器械制品 药物缓释材料 其他生物材料和制 品
高速增长
中国生物医用材料市场
我国生物医学材料的生物医学工程产业 的市场增长率高达 28％(全球市场增长 率20%),居全球之首。
我国人工关节 替换年增长率高达30％， 远高于美国的4％。 ----------------国家科技部资料
研究领域： 1. 聚合物纳米复合材料 2. 生物医用材料 3. 改性与功能纤维 4. 高分子结晶
研究领域: 生物材料与细胞行 为相互作用研究 生物医用材料
控释药物的剂型与技术
口服 注射制剂 植入制剂 喷雾剂 经皮给药 粘膜贴剂 …… 缓释技术 靶向技术 纳米技术 智能控制释放 ……
口服缓释片剂、胶囊
植入型药物缓释棒
靶向纳米微球
ห้องสมุดไป่ตู้
细胞表面受体靶向,脂质体抑制肿痛在体内生长 (C.A. Nartchow et al. Targesome Inc., USA)
赵孔银—副教授
1. 蛋白质分子印迹膜材料及表面分子印迹技 术； 2. 海藻酸盐杂化复合材料的制备及其在吸附分 离、控制释放、催化降解中的应用； 3. 自支撑或接枝水凝胶过滤膜的制备及在水处 理中的应用； 4. 海藻酸盐纳米纤维，多孔膜材料的制备及其 在吸附分离、膜过滤、组织工程中的应用；
生物材料专业
杨宁 副教授 天津工业大学材料科学与工程学院
一、生物材料及其应用 对生物体进行诊断、治疗和 置换损坏组织、器官或增进 其功能的材料。
诊断
现代诊断系统
生 治疗 先进控制释放系统 物 医 修复、 用 置换、 通用生物医用材料 材 增进 料 组织器 组织工程生物医用材料
官功能
诊断-现代诊断系统
美国在“先进材料加工计划”中，将生 物医学材料列为第一位发展的材料； 日本将生物医学材料列入高技术新材料 发展的前沿； 我国《国家中长期科学和技术发展规划 纲要(2006~2020年)》也将“先进医疗设 备与生物医用材料”列为优先主题。
为了适应社会需求和交叉学科的快速发 展，以及为我国生物材料研发和应用注 入更多后备力量，我院特别设置了生物 学、医学和材料学交叉的生物材料专业。
六、就业方向
由于生物功能材料是一门正在高速发展的 交叉学科，因此随着相关研究和技术的进 步，本专业毕业生就业、继续升学和出国 深造的前景广阔。
教师介绍
研究领域： 主要从事生物高分子材料、 智能高分子分离膜、高分 子凝胶等智能高分子材料， 以及智能材料及其在生物、 医学、环境等各个领域的 应用研究。
pH 敏 感 型 控 释 制 剂
诊断
现代诊断系统
生 治疗 先进控制释放系统 物 医 修复、 用 置换、 通用生物医用材料 材 增进 料 组织器 组织工程生物医用材料
官功能
通用生物医用材料
牙科：
镍铬合金： 400~600元
钛合金：600~800元
纯钛：1000~1200元
贵金属： 1400~2000元
世界第一例3D打印技术用于临床
俄亥俄州的小男孩Kaiba Gionfriddo，极端罕见的先天性气 管支气管软化症，无法自主呼吸， 每日面临死亡威胁。密西根大学医 学院根据CT影像利用3D打印机打 印了一个气管支架植入体内，7天 后撤离呼吸机自主呼吸。2013年5 月23日发表在新英格兰医学杂志。
荧光探针研究—用于疾病检测
诊断
现代诊断系统
生 治疗 先进控制释放系统 物 医 修复、 用 置换、 通用生物医用材料 材 增进 料 组织器 组织工程生物医用材料
官功能
治疗-先进控制释放载体材料
控释目的： 使药物在一定时间和时间间隔内将所需 剂量释放至特定部位，防止药物失活， 降低药物毒性。
心脏起搏器
人工心脏瓣膜
诊断
现代诊断系统
生 治疗 先进控制释放系统 物 医 修复、 用 置换、 通用生物医用材料 材 增进 料 组织器 组织工程生物医用材料
官功能
Source: Integra LifeSciences Corporation
双层人工皮肤Apligraf
组织工程人工骨缺损修复示意图
氧化铝：1800~2000元。
氧化锆： 3000~12000元。 15
外科：
固体硅橡胶
液体硅橡胶
注射胶原蛋白
17
医 用 胶 体 敷 料 产 品 展 示
胃癌手术后涂抹成膜
胃癌术后三天
病人术后第 六天出院，
实际愈合时
间为五天， 较平时提早 两天出院。
术后涂抹成膜 术后三天、无渗出、一级愈合
人工关节