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软物质科学与工程专业

080422T
代码
软物质科学与工程
名称
本科
层次
四年
学制

软物质科学与工程专业简介  

在神奇的软物质科学世界里,常见的水、凝胶乃至生物组织,都隐藏着无限创新的可能。这个专业不仅桥接了物理、化学与生物学,还在日常生活的方方面面展现其魔力。走进软物质科学与工程,开启探索未知、改善生活的奇妙旅程。

软物质(soft matter)是物理学中的一个概念,主要指的是那些在微观尺度上易于被外部条件(如温度、压力、电磁场等)改变形态和性质的物质。这类物质的典型特点是它们存在大量介于固态和流态之间的中间态,如胶体、高分子、液晶、乳液、微乳液、生物大分子(如蛋白质、DNA)等。软物质科学研究这些物质的性质、行为以及它们如何响应外部刺激。

软物质的特点主要体现在以下几个方面:

1. 结构可调性:软物质的微观结构和宏观性质可以通过外界条件轻易地进行调整,这使得软物质在材料科学、生物医药等领域具有广泛的应用。

2. 介观尺度:软物质系统常常表现出介于原子/分子尺度和宏观尺度之间的特性,这些介观尺度的结构对其宏观性质至关重要。

3. 竞争与协同:在软物质系统中,不同的物理相互作用(如范德华力、静电力、熵效应等)之间的竞争与协同共同决定了系统的最终状态。

软物质科学的发展不仅促进了新材料的开发,如智能凝胶、自修复材料、柔性电子设备等,也深化了我们对自然界许多复杂现象的理解,比如细胞的机械性质、生物组织的自组装等。

这个专业的设立,主要旨在解决生物材料、能源、环境保护等领域的现实问题。它跨越了化学、物理、生物学等多个学科边界,融会贯通,为我们提供了一个全新的视角来观察和改善世界。

学生在这个专业中将学习到什么?首先,是对软物质的基础知识,比如流体力学、高分子化学等;接着是更专业的技能,例如如何设计和制造新型软材料,以及如何将这些材料应用到医疗、能源等领域。不同于传统的教育方式,软物质科学与工程专业强调实践和创新,鼓励学生们走出实验室,将理论应用到实际中去。

当然,每个学科都有其难点,软物质科学与工程也不例外。最大的挑战可能就是其跨学科的特性,需要学生具备广泛的知识面和强大的适应能力。同时,实验的复杂性和创新材料的不确定性也考验着每一位学者的耐心和决心。

在中国,不少顶尖大学已经在各自的研究领域取得了显著成就。以清华大学和复旦大学为例,这些学校在生物医用材料、柔性电子器件等方向的突破,正是家长和学生选择这个专业时最应该关注的成就。

软物质科学与工程专业是一个充满探索和创新的领域,适合那些对日常生活中的现象充满好奇心、喜欢动手实验和解决问题的同学。这个学科不仅要求你有扎实的科学知识基础,更重要的是要有创新思维和实践能力。

2024年,教育部公布新一批普通高等学校本科专业备案和审批结果,共新增备案专业点1456个、审批专业点217个(包括160个国家控制布点专业和57个目录外新专业),调整学位授予门类或修业年限专业点46个。其中,华南理工大学获批新增软物质科学与工程、智能海洋装备、舞蹈表演等3个本科专业,且软物质科学与工程、智能海洋装备专业为2024年批准列入目录的新专业。

软物质科学与工程专业依托华南理工大学前沿软物质学院招生,是一门多学科交叉的新工科专业,立足于国家亟待发展的功能和智能先进材料的开发与工程化的重大需求,以物理、化学、材料和生物等基础科学为出发点,注重培养学生运用软物质领域基础知识的能力和解决多学科、交叉领域前沿科学技术与工程问题的能力。

该专业培养方案综合了国内外著名高校的方案所长,确立理工结合、既理又工的教学培养模式。在华南理工大学广州国际校区“在地国际化”办学特色和多元化学生成长社区管理模式下,本科生实施全员学业导师制育人工程,强化源头培养、跟踪培养、全程培养。同时,创新模块化教学理念,通过暑期学校、短期讲学、前沿讲座等多种形式,“借脑”国际师资实施国际化精英教育,培养适应国家产业需要,拥有宽广深厚的理论基础,具备创新意识、基础科学研究能力和研发与产业化能力的理工复合型高素质人才,为学生毕业后继续深造、成长为高学历专业人才奠定坚实的基础。

其中的核心课程为:

软物质前沿材料与智造、有机化学、物理化学、结构化学、高分子化学、高分子物理、软物质中的数学方法、量子力学基础、光化学与光物理、复合材料科学与工程等。

软物质科学与工程专业在过去几年中,随着科技的迅速发展和跨学科研究的深入,取得了显著的成就,这些成就体现在新材料的开发、医疗技术的进步以及环境保护等多个领域。下面是一些具体的例子,展示了这个专业与其成果之间的密切关系:

1. 智能材料与器件:软物质科学与工程的研究人员开发了一系列智能材料,这些材料能够响应外部刺激,如温度、光照、电场等,实现形状、颜色或导电性的变化。例如,柔性电子皮肤能模拟人类皮肤的触觉,用于人工智能和医疗健康监测。这些成就不仅推动了可穿戴设备和智能机器人的发展,也为残疾人提供了更好的辅助设备。

2. 生物医用材料:在生物医药领域,软物质科学与工程专业的发展促进了高分子生物材料的创新,这些材料在药物递送系统、组织工程和伤口愈合等方面有广泛应用。例如,可降解的药物载体能够在体内精确释放药物,减少副作用并提高疗效,这一创新对于治疗慢性病和癌症等重大疾病具有重要意义。

3. 环境保护:软物质科学与工程专业的研究人员还开发了多种环境友好材料,如可降解塑料、吸附材料等,用于减少污染和清理环境。这些材料的开发,直接响应了全球对于可持续发展和环境保护的需求。

随着科技进步和社会需求的变化,软物质科学与工程专业也呈现出以下变化和趋势:

1、跨学科融合:随着科学技术的发展,软物质科学与工程越来越多地与物理、化学、生物学等其他学科交叉融合,形成新的研究方向,如生物软物质、能源材料等。

2、重视可持续发展:在材料开发和应用过程中,越来越多的研究致力于可持续性和环境友好性,反映了全球对于环境保护和资源节约的日益关注。

3、加强实际应用:软物质科学与工程的研究不仅仅停留在理论层面,更加重视材料的实际应用和产业化,以满足社会和市场的需求。

这些变化和趋势不仅反映了软物质科学与工程专业内部的发展动态,也预示着该领域未来可能的研究方向和应用领域,为解决人类面临的诸多挑战提供了新的思路和方法。

软物质科学与工程专业的毕业生在中国市场上有着广阔的就业前景,这不仅因为其跨学科的特性,而且也因为它能够满足现代社会对于新材料、新技术的需求。以下是一些具体的就业方向及可能的岗位,以及对这类人才的市场需求情况:

1. 新材料研发

岗位:材料研发工程师、实验室技术员、产品开发工程师。

市场需求:随着新能源、生物医药等领域的快速发展,对于能够设计和开发新型功能材料的人才需求持续增长。在中国,尤其是在大型工业和高新技术区,这类岗位的需求较大。

工作特点:工作涉及大量的实验室研究和产品测试,需要具备良好的实验操作能力和创新能力。

2. 医药领域

岗位:药物制剂研发、医疗器械研发、临床监测分析师。

市场需求:医药行业对于软物质科学与工程专业毕业生的需求稳定增长,特别是在药物递送系统和生物兼容材料的开发上。

工作特点:需要有扎实的生物、化学基础,和对医疗行业标准、规范的了解。

3. 环境保护和可持续发展

岗位:环保材料研发、废物处理技术工程师、环境评估专员。

市场需求:随着中国对环境保护和可持续发展的重视,相关领域对专业人才的需求日益增加。

工作特点:这类工作往往要求跨学科知识,能够结合材料科学与环境科学的知识,开发新型环保材料或处理技术。

4. 高新技术产业

岗位:柔性电子产品研发、3D打印技术应用工程师、光电材料工程师。

市场需求:随着中国高新技术产业的快速发展,对于软物质科学与工程背景的人才需求旺盛。

工作特点:工作在技术最前沿,需要不断学习新知识、新技术,具有较高的挑战性和创新性。

北京大学

北京大学在多个科学领域都有着深入的研究,其在软物质科学领域尤其注重基础科学研究与新材料的开发,比如智能材料、生物相容材料等方面。

清华大学

清华大学在软物质科学与工程方面的研究广泛且深入,特别是在高分子材料、纳米科技以及其在能源和环境方面的应用。

北京航空航天大学

北航在软物质科学方面可能更侧重于材料科学与工程的应用研究,尤其是在航空航天材料和高性能复合材料的开发上。

北京理工大学

北京理工大学在软物质科学与工程方面,可能更侧重于防护材料、能源存储材料等方面的研究和开发。

中国科学院大学

作为中国科学院的直属大学,中国科学院大学在软物质科学与工程的研究领域覆盖广泛,特别在材料科学、纳米科技和生物医学材料方面有显著成就。

南开大学

南开大学的化学学科历史悠久,软物质科学与工程方面可能更侧重于化学材料的合成与应用。

浙江大学

浙江大学在多个学科领域都有突出表现,软物质科学与工程方面尤其擅长功能材料和智能制造等研究方向。

华中科技大学

华中科技大学在材料科学与工程领域具有很强的研究能力,特别是在新能源材料和环境工程材料方面。

复旦大学、上海交通大学

这两所位于上海的顶尖大学在软物质科学与工程领域有着紧密的合作和丰富的研究成果,特别是在生物医药材料、纳米材料和信息材料等方面。

南京大学、苏州大学

这两所学校在软物质科学与工程方面可能更加侧重于生物相关的材料研究,包括但不限于药物递送系统和生物检测。

软物质科学与工程专业主修课程  

软物质科学与工程专业就业前景  

软物质科学与工程专业大学排名  

软物质科学与工程专业大学排名:双一流建设高校中的双一流建设学科具备较大学科优势,以下是双一流建设学科前五名高校,高考志愿填报时可以参考:

序号
大学名称
双一流学科

1
材料科学与工程

2
材料科学与工程

3
材料科学与工程

4
材料科学与工程

5
材料科学与工程

软物质科学与工程专业大学排名:与软物质科学与工程专业相关学科,且在第四轮学科评估为A+类的学科具备较大优势,以下是学科评估为A+类的高校,高考志愿填报时可以参考:

序号
大学名称
学科评估

1
材料科学与工程
A+类

2
材料科学与工程
A+类

3
冶金工程
A+类

4
冶金工程
A+类

5
材料科学与工程
A+类


著名人士