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高分子材料与工程:塑造缤纷寰宇

2024-03-26 09:59|编辑: 南老师|阅读: 67

摘要

本文整理了高分子材料与工程的相关介绍,从专业、就业、院校培养等方面进行解读,方便大家择校择专业。

说起高分子材料,很多人会觉得高深莫测,其实从家用电器到医疗器械,从国防军工到航空航天,从化学建材到芯片领域的光刻胶,高分子材料已经普遍应用于我们的生活中。我们日常接触到的,比如人造丝织物、人工关节、电梯导轨、输油管道、飞机机身涂料等等,都用到高分子材料。和北京高考在线一起来看看具体内容~

01专业解析

● 高分子的微世界

什么是高分子?顾名思义,高分子即分子量较大的分子,又称为巨分子。高分子是由小分子单元通过共价键连接而成的,与一般的小分子相比,其分子量往往达到几万甚至几百万。自然界的动植物包括人体本身,就是以高分子为主要成分而构成的,如棉、毛、蚕丝等都天然高分子材料。

除天然高分子材料外,还有合成高分子材料、功能高分子材料等。一般来说,石油经过催化裂解、分离提纯,可制备得到各种有机小分子化合物,再经过进一步聚合反应,获得合成高分子,传统材料如塑料、合成橡胶、合成纤维。功能性高分子具有特殊功能,如导电、磁性、光学、生物相容性等。

高分子材料与工程专业主要研究高分子材料的组成、机构与性能方面的知识、研究高聚化合物的化学和物理机能原理,以及以高分子化合物为原料的合成材料的成型加工技术。

比如说同样都是聚丙烯材料,为什么既可以做成塑料杯、又可以做成薄膜,他们在成型过程中经历了哪些变化?是否可以通过分子设计改变结构,制造可降解医用缝合线和人造器官?如何优化光刻胶的性能,提高光刻技术在半导体制造中的精度和效率等等。

● 高分子材料与工程学什么

高分子材料与工程专业需要深入学习的知识包括物理化学、高分子化学、高分子物理。物理化学是以物理原理和实验技术为基础,研究化学体系的性质和行为。高分子化学是高分子材料与工程学科的基础,学生需要学习各类聚合反应的原理和特点。高分子物理是研究聚合物结构性能的一门学科,需要学生了解聚合物的多层次结构、分子运动及主要物理、力学性能。

高分子材料与工程基础和专业课程主要包括:无机化学、分析化学、物理化学、有机化学、生物化学、仪器分析、化工工程、高分子化学、高分子物理、聚合物的形成和加工、聚合反应等。各招生院校的具体课程设置,考生可登陆高校官方网站查看。

● 听学长说说怎么学

“物理化学、高分子化学、高分子物理可以说是高分子专业的基础,我觉得学好这几门课,对专业的学习非常重要。”高分子材料与工程专业毕业生悠悠同学介绍说。

高分子是从有机化学中派生出来,同物理化学紧密相连,但又不等同于物理或化学。比如在经典化学中,化合物有明确的分子式,但到了高分子化学,很多时候不够明确,日常学习过程中需要记的知识比较多,如常见的聚合物的反应式、条件、物理性能等。

高分子物理学起来比较抽象,有些基础理论要用到很多的数学理论,比如初等几何、微积分、数理统计、向量知识等。学生还要学会分析和处理实验数据,因为除了高分子化学,高分子物理和高分子材料都有相对应的实验课。

02专业与就业

新材料产业作为“中国制造2025”重点发展的十大领域之一,到2025年人才需求缺口约为400万人。在国家政策和市场的双重驱动下,我国新材料产业保持了快速增长的态势。据工信部预计,到2025年产业总产值将达到10万亿元,年均复合增长率达13.5%。高分子材料作为新兴产业重要组成部分纳入到“十三五”国家战略性新兴产业发展规划,涉及建材、汽车、包装、电子电器、航空航天、军工、轻纺及生物医药等各领域。

● 就业选择面宽,适应性强

高分子材料与工程专业选择面比较宽,适应性也很强,就业单位遍及政府机关、国有企事业单位、外资企业及高新技术企业等多种类型。毕业生可以到航空航天、汽车制造、电子信息、能源、计算机制造、通信材料、生物医用设备、建材等行业,从事高分子材料研发、高分子材料制品设计和成行加工、成形装备与模具设计及制造,以及生产管理、产品开发等工作。也可以到高等学校、科研单位从事科学研究与教学工作;还可以到政府部门从事行政管理、质检监督等工作。

据部分高校毕业生就业质量报告显示,高分子专业本科毕业后,选择继续学习深造的同学占多数,大部分同学选择在本校或外校继续攻读本专业或其他专业的研究生或博士生。

● 为什么选择高分子专业

“很多人说,生化环材是四大天坑,我觉得太夸张了。”悠悠介绍说:“我选择高分子主要有三个原因。第一是我喜欢化学,也喜欢做实验,把课程和实验相结合,会发现很多有趣的内容。微观世界,自有一方天地,你甚至可以当一把造物主,创造出新材料。第二,从比例上来看,高分子材料在材料里是用量比较多的,有市场潜力。且未来功能性高分子产业发展会更繁荣。第三,这个专业深造率比较高,读研出国的机会多,不少高校保研率在50%以上。将来也可以选择做科研,比较适合我这样的女生。”

● 未来高分子材料的发展趋势

随着科技进步和社会发展,人们对高分子材料的性能要求也越来越高。绿色环保型高分子材料将成为未来的研究热点。这类材料具有良好的生物降解性,有助于减少环境污染和资源浪费。另外,高分子材料正朝着高性能化、多功能化的方向发展,如高强度、高韧性、高耐热性;导电、导热、磁性、光敏等不同性能,以满足更多领域的需求。

材料历来是生产力的标志,对材料的认识和利用的能力,在某种程度上影响着社会发展速度和人们的生活质量。先进高分子材料能更好地服务于国家战略需求,为推动我国产业升级和科技进步贡献更大力量。

03报考指南

● 材料类“大家族”

高分子材料与工程专业属于工科中的材料类。材料类是个大家族,本科阶段共有19个专业,包括8个基本专业和11个特设专业,高分子材料与工程就是8个基本专业之一。目前,全国本科阶段开设高分子科学与工程专业的高校有200余所。

2017年教育部启动新工科建设,材料学是新工学的重点建设领域。在“双一流”建设名单中,材料科学与工程学科有32所高校入选一流学科,这些学校包括:北京大学、清华大学、北京航空航天大学、北京理工大学、北京科技大学、南开大学、天津大学、吉林大学、东北师范大学、哈尔滨工业大学、复旦大学、上海交通大学、华东理工大学、东华大学、南京大学、苏州大学、东南大学、浙江大学、安徽大学、中国科学技术大学、南昌大学、郑州大学、华中科技大学、武汉理工大学、中南大学、中山大学、华南理工大学、四川大学、西安交通大学、西北工业大学、上海科技大学、中国科学院大学。

拥有高分子专业的国家特色专业院校名单:北京化工大学、浙江大学、哈尔滨理工大学、华东理工大学、青岛科技大学、四川大学、长春工业大学、东华大学、华南理工大学、吉林大学、河北工业大学、湖北大学、武汉工程大学、大连理工大学、沈阳化工大学、江苏工业学院、北京服装学院、郑州轻工业学院。

● 院校不同各具特色

各高校开设的高分子材料与工程可以说是各具特色,专业优势和培养重点也略有不同。考生在考虑院校时,可以选择符合自身情况和兴趣爱好的方向。

浙江大学高分子学科历史悠久,该专业依托单位为高分子科学与工程学系,是我国第一个包含高分子化学、高分子材料和聚合反应工程专业的理工结合型学系,下设高分子科学、高分子复合材料和生物医用大分子三个研究所,建有“教育部高分子合成与功能构造重点实验室”等六个科研平台。

四川大学高分子学科实力雄厚,现有高分子材料工程国家重点实验室、高分子研究所、高分子材料系、高分子材料加工工程系、医用高分子材料及人工器官系、高分子材料与工程专业实验室等教学科研机构。

北京航空航天大学是国内最早开展航空非金属材料教学、研究及应用的单位之一,主要研究方向包括:高分子设计合成与表征、功能高分子、结构/功能一体化复合材料等。

北京化工大学拥有国家碳纤维领域唯一的“碳纤维国家工程技术研究中心”,建有 “碳纤维及功能高分子材料”教育部重点实验室、生物医用材料北京实验室,天然高分子医用材料教育部重点实验室等9个省部级研究基地。

北京服装学院高分子材料与工程专业的前身是化学纤维专业,其高分子材料与工程是以纤维为载体,实现服装功能化和智能化的工艺融合。先后获批国家级特色专业、教育部首批“卓越工程师培养计划”、“新工科”建设项目和国家级一流本科专业建设点。

● 关注视力和空间想象力

材料类专业对考生的身体条件有一定的要求,视力情况要符合要求。根据《普通高等学校招生体检工作指导意见》患有轻度色觉异常(俗称色弱)不能录取的专业中就包括高分子材料与工程专业。另外,任何一眼矫正到4.8镜片,度数大于800度的考生不宜就读材料类专业,当然这并不是硬性规定,考生在报考时,还是要认真阅读各高校招生章程中的具体要求。

学习高分子专业有很多基本的概念和理论需要同学们理解和记忆。高分子材料的性能是由其微观结构和运动决定的,但后者又是不可见的,想象其结构和运动是什么样子的,需要同学们有一定的空间想象力。之前我们也提到,高分子化学、高分子物理是高分子专业的基石,学好了这几门课,学起其他知识来就会事半功倍。喜欢物理和化学的同学在今后的学习中会更有优势。

任何条件都不是绝对的,热爱是最好的老师,只要同学们不断深入,持之以恒,在学业的道路上终能收获不一样的精彩。欢迎大家投入到高分子创造的缤纷世界中去。

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