Materialvitenskap omfatter grunnleggende kunnskaper om materialers struktur, deres kjemiske, fysiske og mekaniske egenskaper og hvorledes disse egenskapene påvirkes av sammensetning, struktur og andre forhold. Materialvitenskapen konsentrerer seg om grunnleggende sammenhenger på atom- og mikronivå, mens materialteknikken fokuserer på hvordan materialer fremstilles, formes, bearbeides, sammenføyes og anvendes til komponenter, produkter og konstruksjoner. Materialteknologi benyttes som overordnet betegnelse.

Materialvitenskap omfatter studier av strukturelle materialer (også betegnet konstruksjonsmaterialer) og funksjonelle materialer. Disse er normalt av ren uorganisk eller organisk natur. Hertil kommer kompositter og hybridmaterialer.

For strukturelle materialer står mekaniske egenskaper i fokus. Slike materialer i form av lettmetaller, stål, betong, polymerer, kompositter, tre m.m. til ulike konstruksjoner. De inngår som bærende elementer i biler, fly, rørledninger, boreplattformer, broer, hus, kabler, møbler og emballasje. I Norge har materialteknologisk forskning og industri tradisjonelt vært fokusert mot strukturelle materialer. Disse har stor betydning for norsk verdiskaping, både gjennom material- og vareproduksjon, og gjennom avansert bruk i forbindelse med bl.a. olje- og gassproduksjon, marin og maritim virksomhet.

For funksjonelle materialer står anvendbare kjemiske og fysiske egenskaper i fokus. Utviklingen av slike materialer har bidratt internasjonalt til viktige teknologiske gjennombrudd. Halvledermaterialer har gitt opphav til transistorer og datamaskiner, magnetiske materialer til permanentmagneter, videotaper og datalagring, optiske materialer til lasere og skjermer (displays), katalysatorer til effektive prosessanlegg for fremstilling av kjemiske stoffer og rensing av avgasser, solcellematerialer til omforming av solenergi til elektrisk energi, elektroaktive materialer til elektroder og nye typer batterier m.m. Norsk forskning og næringsliv har så langt hatt en mer moderat rolle, men et raskt voksende felt er f.eks. silisiumbaserte solceller.

Den samlede produksjonsverdi fra materialproduserende industri og teknologibedrifter i Norge var i 2003 på omlag 190 milliarder kroner og utgjorde ca. 40 % av samlet landbasert industriproduksjon. Materialteknologi er dermed et viktig kompetanse-område for Norge. Internasjonalt vil den gi økt verdiskaping innen vekstsektorer som informasjons- og kommunikasjonsteknologi, mikrosystemer, energiteknologi, medisinsk teknologi og miljøteknologi. Funksjonelle materialer står i denne sammenheng sentralt. Bevisstheten om at nye og forbedrede egenskaper kan oppnås ved at materialer samt komponenter lages med en størrelse på nanometernivå, har skapt nanoteknologi.

Materialvitenskap utvikles i stadig mer tverrfaglig retning, der kunnskaper trekkes inn fra bl.a. kjemi, fysikk og biologi. Forskningen krever avanserte teknikker for å bestemme kjemisk sammensetning, atomarrangement og egenskaper på ulike lengdeskalaer (fra atomært nivå, via nanopartikler til store legemer), på ulike tidsskalaer (for å studere tidsavhengige fenomener) og under reelle betingelser. Utvikling av stadig kraftigere datamaskiner og tilgang til tungregnefasiliter muliggjør krevende modelleringer og teoretiske beregninger. Dermed gis eksperimentelle studier en stadig sterkere teoretisk basis.

Materialvitenskap har viktige koblinger mot medisinsk forskning og -teknologi. Biokompatible materialer benyttes i implantater, f.eks. hofteproteser. Viktig i denne sammenheng er å utvikle materialer som ikke frastøtes og dermed har optimale grenseflater til levende vev.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om eller kommentarer til artikkelen?

Kommentaren din vil bli publisert under artikkelen, og fagansvarlig eller redaktør vil svare når de har mulighet.

Du må være logget inn for å kommentere.