功能材料专业 | 天天都是新世界
作者：曹同学，华科本硕
一、专业基本面介绍
1、定义
很多老师上课都会提的问题是：材料是什么？定义材料很难，材料是物质，但是不是所有物质都能叫做材料，只有具有一定功能，并且能被人类社会所接受的经济上可使用的物质才能称作材料。材料通常分为结构材料和功能材料，功能材料是指通过光、电、磁、热、化学、生化等作用后具有特定功能的材料。但是现在不少功能材料和结构材料在某些方向是一致的，比如生物医学材料。
在华中科技大学，功能材料专业是个比较新的专业。随着功能材料的迅速发展与应用，2011年研究功能材料的学科从材料专业中脱离出来自立门户。
2、培养目标
很多老师说，功能材料专业是万金油，因为功能材料专业培养学生能创造性地运用材料科学和工程、物理、化学、生物医学、能源科学等学科的相关基础理论，并掌握与运用多种测试技术来探索各类功能材料及其器件的相关功能。我们需要掌握很多专业的基本知识和基本能力，这对个人的能力要求还是比较高的。讲授材料科学基础的老师说：“材料专业不需要培养专业人才，如果毕业后的你们拥有的只有专业技能，那你们还不如去读技校读专科，所以我们的课程设置偏向于理论知识，希望你们掌握的更多是学习和研究的能力。”我很赞同这种观点，对于“材料人”而言，专业知识专业术语已经成为常识，你会知道从事某些研究工作需要哪些知识，并且具备自主获取这种知识的能力，这就是功能材料所培养的目标。目前，跨学科产业盛行，材料的学生在这方面还是很有优势的。
4、课程分析：
材料科学基础和物理化学是两门专业基础课，大部分的专业课都是以这两门课为基础展开。我们使用的材料科学基础教材以上海交通大学出版社的为主，其主要内容是结合金属和合金、陶瓷、硅酸盐等各类材料，主要阐述晶体的各种材料基础知识，如晶面指数、晶面间距、晶体缺陷、合金的相结构、相变、固溶体等，图一为铁碳相图，是作为一个材料人必须掌握的知识，也是毕业后从事冶金行业所需要应用的知识。高中化学选修三有部分知识与材料科学基础重合，有意向学材料的同学可以认真学习。
铁碳相图
物理化学则版本不一，我科采用高等教育出版社出版的教材。物理化学是以物理的原理和实验技术为基础，研究化学体系的性质和行为，发现并建立化学体系中特殊规律的学科。物理化学包括化学热力学、化学动力学、电化学基础以及表面化学等部分，尤其电化学基础对于以后从事电化学研究的同学很有指导意义。
量子力学虽然不是材料的基础专业课，但它能帮助我们了解微观世界的本质。同时，量子力学是固体物理的理论基础，而我们研究中的很多现象都需要固体物理来解释。
我的本科毕业设计是探究一种有机材料聚酰亚胺作为钠离子电池正极时的性能。合成出材料后，需要用到现代分析测试中学到的各种测试方法对材料进行表征，了解合成的材料是否为所需要的材料，材料的晶粒尺寸、比表面积等，将材料通过一系列手段制成电池后就需要通过电化学测试方法探究其性能，最后再通过分析其结构形貌等来推测探索造成某些电化学现象的原因。因此，扎实学好专业知识是是进行研究的基础。
二、展望未来
材料、信息、能源作为全球三大支柱产业，一直都是炙手可热的研究对象，功能材料的发展还只有五年左右的时间，但已经显示出它欣欣向荣的一面。功能材料必将向多功能化、高性能化、产业化、智能化及复合化等方向发展，以适应现在社会生活的需求；同时跨学科产业的发展也势在必得，相对于大多数工科类学科，材料学科与其他学科具有更好的融洽性，我们专业的许多课题组目前就是材料与电气、材料与机械等跨学科的结合，这对我们发展新材料提升性能提供了一个有利的思考方向。
我选择功能材料方向，除了喜欢，也考虑到材料行业是个日新月异的行业，我不喜欢一眼看到未来十年二十年甚至一辈子的生活。材料不一样，材料是创造性的，你可以发现或者合成很多新的材料，它们可能性能上能超越目前很多已有的材料，也可能拥有这些材料不具备的性质。材料能让你对世界充满好奇与求知欲望。
我们专业的很多老师都是极其年轻的教授，这也从侧面反映功能材料专业的确是一个年轻有活力的专业。本科毕业后，我们可以选择出国深造或者国内读研。申请国外优秀大学以及奖学金的可能性很高，一般选择的国家是美国、日本、德国，如加利福尼亚大学、马里兰大学、香港大学等。2011届的毕业生中有7人（1人待定）出国深造，基本上都是在材料方向都比较有名的大学。我们这一届功能材料的同学相对于其他届都不算出色的，出国深造的只有一位同学，排名前12的全都保研了，大多数同学选择本校保研，也有保送到上交、中国工程物理研究所、上海硅酸盐研究所等知名院校的。
表一 功能材料2011届毕业生去向
毕业去向
专业对口的就业主要是进入新材料企业和制造业。制造业通常涉及到材料的性能、成型等，工作要求较低，需求大，相对比较好找，功能材料专业的本科毕业生一般做技术岗或者管理岗。相比IT、通信、电气等热门行业，制造业的收入平均较低，瑞声科技这类公司是行业内薪酬较高的企业，这些公司对个人能力要求高，需要扎实的专业知识和相关实习经历。如果打算去制造业，个人建议去合资或者国有的大企业。小型制造型企业技术比较落后，职业发展前景较差，大型企业相对来说培训机制较完善。
我们在找工作时的选择范围很多，但是很多行业都愿意选择专业性更强的专业的学生，因此，毕业后转行是很常见的事。理工科转文科比文科转理工科要容易得多。在本科期间如果学业成绩达到要求就能辅修双学位，很多理工科同学都会选择金融经济法律方向的学位，这对以后转行十分有利。转行去金融业的同学也挺多，只要个人能力强，数理基础扎实，在金融业还是很受欢迎的，薪酬待遇也较高，尤其是投行、证券和私人银行
三、个人经历与建议
我的大学生活十分简单，大一参加了不少社团活动，大二举办了两次年级活动，大三申请进入实验室，了解研究生生活的日常，利用业余时间学习以后读研所需要的基本技能，努力提高加权，大四保研成功，正式进入课题组做自己的课题。看起来一帆风顺，但我自己很明白这四年中的面临选择的迷茫担忧，有些经验希望能和大家分享。
功能材料是工科类专业，但涉及到很多理科课程，本科阶段基本上是作为知识储备阶段，继续更深入更广泛地学习数理知识，这也是最为枯燥乏味的阶段。如果你抱着尝尝鲜的想法，恐怕会很失望。研究生阶段的日常也是阅读大量文献，重复大量实验，这才有可能得出比较优异有新意的材料，需要大量的热情和耐心。大四在课题组做毕业设计，第一步就是阅读大量的国内外文献，了解自己尝试做的工作有没有先例，有没有可行性，其次在实验的过程中面对诸多的化学现象要能根据掌握的知识给出合理的解释，并根据这些结果确定自己下一步的方向。当时确定的课题是探究聚酰亚胺在水系电解液中的性能，随着对文献的阅读和大量实验的进行，发现这一课题可行性不大，就换成了探究聚酰亚胺在不同的有机电解液中电化学性能的差异并阐述相关机理，虽然中途颇有坎坷，历时良久，最终得出了优异的性能。
实验室1
实验室2
基本上所有的老师在高中都和大家说过，“到大学你就轻松了”这类的话。其实不然，大一是容易决定接下来四年你是否优秀的一年。进入大学，首先应该做的就是摆正自己的心态，你希望变成一个怎样的人，你就应该努力为这个目标努力，而不是当一天和尚撞一天钟，混过这四年拿个文凭就心满意足了。
“学习无用论”在大学里也十分盛行，诚然，大学的学习成绩并不能决定一切，但不能否认不管是专业知识还是学习成绩都跟你以后的选择有莫大的关系。就比如我们的《量子力学》课程，由于是双语课程，并且当时认为是纯物理理论知识，当时学的时候心不在焉，后来学到《固体物理》，才发现量子力学是这门课的基石，因此固体物理也学得一知半解，而固体物理又揭示了材料结构的本质，这一串连锁效应下来，导致我在科研经历中总是磕磕绊绊，浮于表面。
研一申请当了新生班主任，走过本科四年，再去看别人新的开始，内心还是感触颇多。年年岁岁花相似，岁岁年年人不同，大学新生总是意气风发，总会觉得自己跟别人不一样，总想特立独行。我总是想把自己这几年的故事分享给他们，希望他们能少走弯路，珍惜时光，但大概是每个没有走过弯路的人都不会意识到到底哪条才是最适合的路，每个人都要经历这四年的摸爬滚打才会更加了解自己的位置。遗憾总是会有的，希望我的经验能给各位一点指导。
