I chimici e gli scienziati dei materiali studiano le sostanze a livello atomico e molecolare e analizzano i modi in cui le sostanze interagiscono tra loro. Usano le loro conoscenze per sviluppare prodotti nuovi e migliorati e per testare la qualità dei manufatti.
Doveri
I chimici e gli scienziati dei materiali in genere fanno quanto segue:
- programmare e realizzare progetti di ricerca complessi, come ad esempio lo sviluppo di nuovi prodotti e metodi di prova
- Istruire gli scienziati e i tecnici corretto trattamento chimico e procedure di test, tra gli ingredienti, tempi di miscelazione, e temperature di esercizio.
- Preparare una serie di soluzioni, composti, e dei reagenti utilizzati in procedure di laboratorio
- Analizzare le sostanze per determinare la loro composizione e la concentrazione di elementi
- effettuare le prove sui materiali e di altre sostanze per garantire che la sicurezza e rispettare gli standard di qualità
- Scrivere report tecnici che metodi di dettaglio e risultati
- Presenta i risultati della ricerca a scienziati, ingegneri e altri colleghi
Alcuni chimici e scienziati dei materiali lavorano nella ricerca di base. Altri lavorano nella ricerca applicata. Nella ricerca di base, i chimici studiano le proprietà, la composizione e la struttura della materia. Sperimentano anche combinazioni di elementi e modi in cui interagiscono. Nella ricerca applicata, i chimici studiano possibili nuovi prodotti e modi per migliorare quelli esistenti. La ricerca chimica ha portato alla scoperta e allo sviluppo di farmaci nuovi e migliorati, materie plastiche, fertilizzanti, aromi, batterie e detergenti, oltre a migliaia di altri prodotti.
Gli scienziati dei materiali studiano le strutture e le proprietà chimiche di vari materiali per sviluppare nuovi prodotti o migliorare quelli esistenti. Determinano modi per rafforzare o combinare materiali esistenti o sviluppare nuovi materiali per l’uso in una varietà di prodotti. Le applicazioni della scienza dei materiali includono l’invenzione o il miglioramento di ceramiche, plastiche/polimeri, leghe metalliche e materiali superconduttori.
I chimici e gli scienziati dei materiali utilizzano computer e un’ampia varietà di sofisticate strumentazioni di laboratorio per la modellazione, la simulazione e l’analisi sperimentale. Ad esempio, alcuni chimici utilizzano software di modellazione tridimensionale al computer per studiare la struttura e le proprietà di molecole complesse.
Se un chimico è specializzato in chimica verde, lui o lei progetterà processi chimici e prodotti che sono eco-sostenibili. I processi di chimica verde riducono al minimo la creazione di tossine e rifiuti.
La maggior parte dei chimici e degli scienziati dei materiali lavora come parte di un team. Il numero di progetti di ricerca scientifica che coinvolgono più discipline è in aumento ed è comune per chimici e scienziati dei materiali lavorare in team con altri scienziati, come biologi, fisici, specialisti informatici e ingegneri. Ad esempio, nella ricerca farmaceutica, i chimici possono lavorare con i biologi per sviluppare nuovi farmaci e con gli ingegneri per progettare modi per produrre in serie i nuovi farmaci. Per ulteriori informazioni, vedere i profili su biochimici e biofisici, microbiologi, zoologi e biologi della fauna selvatica, fisici e astronomi, occupazioni informatiche e informatiche e occupazioni ingegneristiche.
Poiché i chimici e gli scienziati dei materiali in genere lavorano in gruppi di ricerca, devono essere in grado di lavorare bene con gli altri verso un obiettivo comune. Molti servono in una capacità di leadership e devono essere in grado di motivare e dirigere altri membri del team.
I chimici spesso si specializzano in un particolare ramo del campo. I seguenti sono esempi di tipi di chimici:
I chimici analitici determinano la struttura, la composizione e la natura delle sostanze esaminando e identificando i loro vari elementi o composti. Studiano anche le relazioni e le interazioni tra le parti dei composti. Alcuni chimici analitici sono specializzati nello sviluppo di nuovi metodi di analisi e nuove tecniche per svolgere il loro lavoro. La loro ricerca ha una vasta gamma di applicazioni, tra cui la sicurezza alimentare, i prodotti farmaceutici e il controllo dell’inquinamento.
I chimici forensi analizzano le prove alla ricerca di indizi per aiutare a risolvere i crimini. Questi chimici aiutano nelle indagini penali testando prove, come il DNA, e interpretando i loro risultati. Non solo viene testata la prova del DNA umano; la prova del DNA può essere utilizzata per scagionare gli animali sospettati di aver ucciso persone o altri animali. Questi chimici lavorano principalmente nei laboratori, anche se a volte testimoniano in tribunale.
I chimici inorganici studiano la struttura, le proprietà e le reazioni delle molecole che non contengono carbonio, come i metalli. Lavorano per comprendere il comportamento e le caratteristiche delle sostanze inorganiche. I chimici inorganici capiscono come questi materiali, come la ceramica e i superconduttori, possono essere modificati, separati o utilizzati nei prodotti.
I chimici medicinali ricercano e sviluppano composti chimici che possono essere usati come farmaci. Lavorano in team con altri scienziati e ingegneri per creare e testare nuovi prodotti farmaceutici. Aiutano anche a sviluppare processi di produzione nuovi e migliorati per produrre efficacemente nuovi farmaci su larga scala.
I chimici organici studiano la struttura, le proprietà e le reazioni delle molecole che contengono carbonio. Inoltre progettano e realizzano nuove sostanze organiche che hanno proprietà e applicazioni uniche. Questi composti, a loro volta, sono stati utilizzati per sviluppare molti prodotti commerciali, come farmaci e materie plastiche.
I chimici fisici studiano le caratteristiche fondamentali di come la materia si comporta a livello molecolare e atomico e come si verificano le reazioni chimiche. Dalle loro analisi, i chimici fisici possono sviluppare nuove teorie, come il modo in cui si formano strutture complesse. I chimici fisici spesso lavorano a stretto contatto con gli scienziati dei materiali, per ricercare e sviluppare potenziali usi per nuovi materiali.
I chimici teorici studiano metodi teorici in grado di prevedere i risultati degli esperimenti chimici. Chimica teorica comprende una varietà di specializzazioni, anche se la maggior parte delle specializzazioni incorporano calcolo avanzato e programmazione. Alcuni esempi di chimici teorici sono chimici computazionali, chimici matematici e informatici chimici.
Gli scienziati dei materiali tendono a specializzarsi in base al materiale con cui lavorano più spesso. Alcuni esempi di materiali in cui questi scienziati si specializzano sono ceramiche, occhiali, metalli, nanomateriali (sostanze estremamente piccole), polimeri e semiconduttori.
Un numero crescente di chimici lavora in campi interdisciplinari, come la biochimica e la geochimica. Per ulteriori informazioni, vedere i profili su biochimici e biofisici e geoscienziati.
Molte persone con un background di chimica diventano insegnanti postsecondary o insegnanti di scuola superiore.