Deze cursus legt uit hoe materiaalkunde de ontwikkeling van de menselijke beschaving en ons dagelijks leven heeft beïnvloed, en benadrukt het belang van een grote verscheidenheid aan materialen, waaronder metalen, elektronica, bio, keramiek en meer. Introduceer de verschillende gebieden van materiaalkunde en hoe de discipline materialen wil ontwikkelen met betere prestaties en efficiëntie.
Wanneer veel mensen universiteitsstudenten ontmoeten en vragen stellen over dingen waar ze nieuwsgierig naar zijn, vragen ze vaak naar de universiteit en de afdeling waar ze hun hoofdvak studeren. Nadat ik naar de School of Materials Science and Engineering aan de Seoul National University ging, werd mij deze vraag gesteld veel toen ik andere mensen ontmoette, en ik antwoordde: "Ik ga naar de School of Materials Science and Engineering." Op dat moment wisten de meeste mensen niet wat voor soort afdeling het was, dus reageerden ze meestal met “Wat studeer je?”, maar anderen, vooral als ik bijles gaf, reageerden met “Bedoel je iets over het koken van ingrediënten?” . Natuurlijk zeiden sommige mensen het op een grapjestoon, maar er waren nogal wat studenten die het echt serieus namen. De afdeling 'Materials Science and Engineering' is dan ook voor veel mensen onbekend. Wel wil ik mijn major introduceren door je te laten weten dat het vakgebied van de afdeling Materials Science and Engineering niet iets ver weg is, maar iets dichtbij onze omgeving waar we ons niet van bewust zijn.
Wanneer we prehistorische perioden in de menselijke geschiedenis classificeren, verdelen we ze in het stenen tijdperk (paleolithicum, neolithicum), bronstijd en ijzertijd, afhankelijk van de materialen waaruit de gereedschappen bestaan die de mensen in die tijd gebruikten. De reden voor deze classificatie is dat de ontwikkeling van de beschaving wordt gemeten aan de hand van de materialen van de gereedschappen. Met andere woorden: de ontwikkeling van de door mensen gebruikte materialen beïnvloedt de ontwikkeling van de beschaving, en materialen nemen een belangrijke plaats in in de menselijke geschiedenis. Bronslegeringen uit de bronstijd hebben bijvoorbeeld de kwaliteit van oorlogsvoering en landbouwwerktuigen van die tijd dramatisch verbeterd, en de moderne materiaalwetenschap heeft geleid tot innovaties op het gebied van halfgeleiders, zeer sterke lichtgewichtlegeringen, nanomaterialen en meer.
Laten we eens een voorbeeld uit de praktijk bekijken: de auto waarin je rondrijdt, bestaat uit veel verschillende elementen: de carrosserie aan de buitenkant, de motor en de uitlaat aan de binnenkant. Als we een materiaal zouden gebruiken dat lichter is en beter bestand tegen externe schokken, zoals het huidige staal dat in de carrosserie van een auto wordt gebruikt, of een materiaal dat lichter is en beter bestand tegen de hitte die wordt gegenereerd door de beweging van de zuiger in de motor zouden we auto’s hebben die lichter, zuiniger en duurzamer zijn. Dankzij de vooruitgang in de materiaalwetenschap gebruiken veel autofabrikanten al aluminium- en koolstofvezelcomposieten in plaats van staal om lichtere en zuinigere voertuigen te produceren.
Een ander voorbeeld is de tv, ook wel de 'idiotbox' genoemd. Tegenwoordig worden LCD- en LED-tv's steeds populairder. LCD-tv's hebben een lange lichtbron, zoals een fluorescentielamp, als achtergrondverlichting, maar LED-tv's zijn ontwikkeld met behulp van halfgeleiderapparaten, LED's genaamd, als lichtbron, waardoor een helderder beeld en een lager energieverbruik mogelijk zijn. Meer recentelijk zijn er televisies met organische lichtemitterende diode (OLED)-technologie opgekomen, die dunnere, flexibelere beeldschermen bieden en een ander voorbeeld vormen van hoe de materiaalwetenschap heeft bijgedragen aan de vooruitgang van de elektronica. Deze innovaties verbeteren niet alleen de kijkervaring voor consumenten; ze boeken ook belangrijke vooruitgang op het gebied van energie-efficiëntie en ecologische duurzaamheid.
Ziekenhuizen gebruiken ook biomaterialen, zoals kunstmatige harten en kunstmatige bloedvaten, om ziekten te behandelen wanneer delen van ons lichaam niet meer goed functioneren, waardoor we langer en gezonder kunnen leven. We kunnen het belang van materialen voor de gebruikte biomaterialen niet over het hoofd zien, en de afgelopen jaren is 3D-printtechnologie gecombineerd met biomaterialen om op maat gemaakte kunstmatige organen en implantaten te creëren. Dit maakt het mogelijk medische oplossingen te bieden die zijn geoptimaliseerd voor de fysieke kenmerken van een individu en maakt ons enthousiast om te zien welke toekomstige innovaties de materiaalwetenschap op medisch gebied kan brengen.
Naast de hier genoemde metalen, elektronica en biomaterialen, anorganische materialen zoals glas, keramiek zoals glas en polymere materialen die bekend staan als zogenaamde kunststoffen, bevorderen materialen onze beschaving op allerlei gebieden, en we leren over alle van deze “materialen” bij de afdeling Materiaalkunde.
Over het algemeen zijn er verschillende eigenschappen van materialen die in de materiaalkunde worden bestudeerd: mechanische eigenschappen, zoals hoe gemakkelijk een materiaal breekt, uitrekt of vervormt; thermische eigenschappen, zoals hoeveel hitte het kan weerstaan of vervormen; en elektromagnetische eigenschappen, die zich manifesteren door elektrische en magnetische krachten. Deze eigenschappen worden beïnvloed door de microstructuur van het materiaal en de verwerkingsmethode, en de relatie tussen deze drie kan worden gebruikt om materialen te creëren met betere prestaties. Omdat de Engelse uitdrukking van de afdeling Materials Science & Engineering 'Material Science & Engineering' is, bestudeer je daarom niet alleen het technische aspect van 'industriële toepassing', maar ook de fundamentele wetenschap van 'science' om je begrip van de bovengenoemde gebieden. Dit is zeer nuttig bij het ontwikkelen van praktische probleemoplossende vaardigheden die verder gaan dan alleen theoretische kennis.
In het bachelorprogramma leer je de fundamentele wetenschappelijke en technische aspecten van de verschillende hierboven genoemde velden, en als je naar de graduate school gaat, leer je en onderzoek je diepgaand over het specifieke materiaalveld van je keuze. Omdat ik over een jaar op het punt sta af te studeren, heb ik veel vragen over wat ik wil doen, maar ik zou elektronische materialen zoals LED's en halfgeleiders graag dieper willen bestuderen en iemand willen worden die een bijdrage kan leveren aan de industrie in Korea. Ik zou ook graag dieper willen onderzoeken hoe de ontwikkeling van de materiaalkunde kan bijdragen aan het creëren van sociale en economische waarde op basis van de verschillende kennis die ik heb geleerd bij de afdeling Materiaalkunde en Engineering. Dit is het einde van mijn grote inleiding, hoewel deze in veel opzichten onvoldoende was.
