Chemiker und Materialwissenschaftler untersuchen Substanzen auf atomarer und molekularer Ebene und analysieren, wie die Substanzen miteinander interagieren. Sie nutzen ihr Wissen, um neue und verbesserte Produkte zu entwickeln und die Qualität der hergestellten Waren zu testen.
Aufgaben
Chemiker und Materialwissenschaftler machen typischerweise Folgendes:
- Planung und Durchführung komplexer Forschungsprojekte, wie z. B. die Entwicklung neuer Produkte und Prüfmethoden
- Unterweisung von Wissenschaftlern und Technikern in den richtigen chemischen Verarbeitungs- und Prüfverfahren, einschließlich Inhaltsstoffen, Mischzeiten und Betriebstemperaturen
- Vorbereitung von Lösungen, Verbindungen und Reagenzien, die in Laborverfahren verwendet werden
- Analyse von Substanzen zur Bestimmung ihrer Zusammensetzung und Konzentration von Elementen
- Durchführung von Tests an Materialien und anderen Substanzen, um sicherzustellen, dass Sicherheits- und Qualitätsstandards eingehalten werden
- Technische Berichte das detail Methoden und Ergebnisse
- Forschungsergebnisse Wissenschaftlern, Ingenieuren und anderen Kollegen präsentieren
Einige Chemiker und Materialwissenschaftler arbeiten in der Grundlagenforschung. Andere arbeiten in der angewandten Forschung. In der Grundlagenforschung untersuchen Chemiker die Eigenschaften, Zusammensetzung und Struktur von Materie. Sie experimentieren auch mit Kombinationen von Elementen und der Art und Weise, wie sie interagieren. In der angewandten Forschung untersuchen Chemiker mögliche neue Produkte und Möglichkeiten, bestehende zu verbessern. Die chemische Forschung hat zur Entdeckung und Entwicklung neuer und verbesserter Arzneimittel, Kunststoffe, Düngemittel, Aromen, Batterien und Reinigungsmittel sowie Tausender anderer Produkte geführt.
Materialwissenschaftler untersuchen die Strukturen und chemischen Eigenschaften verschiedener Materialien, um neue Produkte zu entwickeln oder bestehende zu verbessern. Sie bestimmen Möglichkeiten, bestehende Materialien zu verstärken oder zu kombinieren oder neue Materialien für den Einsatz in einer Vielzahl von Produkten zu entwickeln. Anwendungen der Materialwissenschaft umfassen die Erfindung oder Verbesserung von Keramiken, Kunststoffen / Polymeren, metallischen Legierungen und supraleitenden Materialien.
Chemiker und Materialwissenschaftler verwenden Computer und eine Vielzahl von hochentwickelten Laborinstrumenten zur Modellierung, Simulation und experimentellen Analyse. Zum Beispiel verwenden einige Chemiker dreidimensionale Computermodellierungssoftware, um die Struktur und Eigenschaften komplexer Moleküle zu untersuchen.
Wenn sich ein Chemiker auf grüne Chemie spezialisiert hat, wird er oder sie chemische Prozesse und Produkte entwerfen, die ökologisch nachhaltig sind. Prozesse der grünen Chemie minimieren die Bildung von Giftstoffen und Abfällen.
Die meisten Chemiker und Materialwissenschaftler arbeiten im Team. Die Zahl der wissenschaftlichen Forschungsprojekte, an denen mehrere Disziplinen beteiligt sind, nimmt zu, und Chemiker und Materialwissenschaftler arbeiten häufig in Teams mit anderen Wissenschaftlern wie Biologen, Physikern, Computerspezialisten und Ingenieuren. In der pharmazeutischen Forschung können Chemiker beispielsweise mit Biologen zusammenarbeiten, um neue Medikamente zu entwickeln, und mit Ingenieuren, um Wege zur Massenproduktion der neuen Medikamente zu entwickeln. Weitere Informationen finden Sie in den Profilen zu Biochemikern und Biophysikern, Mikrobiologen, Zoologen und Wildbiologen, Physikern und Astronomen, Computer- und Informationstechnologieberufen sowie Ingenieurberufen.Da Chemiker und Materialwissenschaftler normalerweise in Forschungsteams arbeiten, müssen sie in der Lage sein, gut mit anderen auf ein gemeinsames Ziel hinzuarbeiten. Viele dienen in einer Führungsfunktion und müssen in der Lage sein, andere Teammitglieder zu motivieren und zu leiten.
Chemiker spezialisieren sich oft auf einen bestimmten Zweig des Feldes. Im Folgenden finden Sie Beispiele für Arten von Chemikern:Analytische Chemiker bestimmen die Struktur, Zusammensetzung und Natur von Substanzen, indem sie ihre verschiedenen Elemente oder Verbindungen untersuchen und identifizieren. Sie untersuchen auch die Beziehungen und Wechselwirkungen zwischen den Teilen von Verbindungen. Einige analytische Chemiker sind auf die Entwicklung neuer Analysemethoden und neuer Techniken zur Durchführung ihrer Arbeit spezialisiert. Ihre Forschung hat eine breite Palette von Anwendungen, einschließlich Lebensmittelsicherheit, Pharmazeutika und Umweltschutz.Forensische Chemiker analysieren Beweise auf Hinweise, um Verbrechen aufzuklären. Diese Chemiker helfen bei strafrechtlichen Ermittlungen, indem sie Beweise wie DNA testen und ihre Ergebnisse interpretieren. DNA-Beweise können verwendet werden, um Tiere zu entlasten, die im Verdacht stehen, Menschen oder andere Tiere getötet zu haben. Diese Chemiker arbeiten hauptsächlich in Laboratorien, obwohl sie manchmal vor Gericht aussagen.Anorganische Chemiker untersuchen die Struktur, Eigenschaften und Reaktionen von Molekülen, die keinen Kohlenstoff enthalten, wie Metalle. Sie arbeiten daran, das Verhalten und die Eigenschaften anorganischer Substanzen zu verstehen. Anorganische Chemiker finden heraus, wie diese Materialien, wie Keramik und Supraleiter, modifiziert, getrennt oder in Produkten verwendet werden können.
Medizinische Chemiker erforschen und entwickeln chemische Verbindungen, die als Arzneimittel verwendet werden können. Sie arbeiten in Teams mit anderen Wissenschaftlern und Ingenieuren, um neue Arzneimittel zu entwickeln und zu testen. Sie helfen auch bei der Entwicklung neuer und verbesserter Herstellungsprozesse, um neue Medikamente in großem Maßstab effektiv herzustellen.Organische Chemiker untersuchen die Struktur, Eigenschaften und Reaktionen von Molekülen, die Kohlenstoff enthalten. Sie entwerfen und stellen auch neue organische Substanzen her, die einzigartige Eigenschaften und Anwendungen haben. Diese Mittel sind der Reihe nach benutzt worden, um viele Handelsprodukte, wie pharmazeutische Drogen und Plastik zu entwickeln.
Physikalische Chemiker untersuchen die grundlegenden Eigenschaften, wie sich Materie auf molekularer und atomarer Ebene verhält und wie chemische Reaktionen ablaufen. Aus ihren Analysen können physikalische Chemiker neue Theorien entwickeln, etwa wie komplexe Strukturen gebildet werden. Physikalische Chemiker arbeiten häufig eng mit Materialwissenschaftlern zusammen, um mögliche Anwendungen für neue Materialien zu erforschen und zu entwickeln.
Theoretische Chemiker untersuchen theoretische Methoden, die die Ergebnisse chemischer Experimente vorhersagen können. Theoretische Chemie umfasst eine Vielzahl von Spezialisierungen, obwohl die meisten Spezialisierungen erweiterte Berechnung und Programmierung beinhalten. Einige Beispiele für theoretische Chemiker sind Computerchemiker, mathematische Chemiker und chemische Informatiker.
Materialwissenschaftler spezialisieren sich in der Regel auf das Material, mit dem sie am häufigsten arbeiten. Einige Beispiele für Materialien, auf die sich diese Wissenschaftler spezialisiert haben, sind Keramik, Gläser, Metalle, Nanomaterialien (extrem kleine Substanzen), Polymere und Halbleiter.
Eine wachsende Zahl von Chemikern arbeitet in interdisziplinären Bereichen wie Biochemie und Geochemie. Weitere Informationen finden Sie in den Profilen zu Biochemikern, Biophysikern und Geowissenschaftlern.
Viele Menschen mit chemischem Hintergrund werden postsekundäre Lehrer oder Gymnasiallehrer.