更新時間：2024-10-06 16:04:28作者：留學之路
側重于考察材料在合成，使用和廢棄過程中的化學性質，如材料的分子設計，生物基材料合成，都屬于該方向的研究。該方向的重點與化學專業類似，都是以四大化學(有機化學，無機化學，分析化學，物理化學)為核心，配合數理基礎和進階反應機理知識的學習;
在有些高校是被納入到應用物理系(Applied Physics)下的，其研習的重點也更多是落在“物理”二字上。培養方案一般包括力學、電磁學、光學、原子物理學、數學物理方法、理論力學、電動力學、熱力學與統計物理、量子力學、固體物理學、物理化學和計算物理學等;
學習內容則更接近機械工程(Mechanical Engineering)，除了掌握材料的基本物理和化學性質，學生還需著重學習成型模具的設計和制造，以及各種成型設備的結構、工作原理及應用、維修要求。
由此可見，不同研究類型材料學方向的培養重點有著天差地別。同樣是學習材料學，選擇不同方向有時卻等同于選擇了不同的專業。
隨著科技的不斷，人們對先進材料的功能提出了越來越多的需求。為了培養符合特定行業需要的人才，許多高校開始以材料的性質和功能類別劃分材料學的細分方向。
目前來說，越來越多院校開始停止開設上面提到的材料化學，材料物理和材料成型與加工專業。
大部分高校會在工學院開設材料科學(Material Science)或者材料科學與工程(Material Science & Engineering)專業。該專業綜合了上述三個方向的基礎課程，而以材料的性質和功能劃分出的細分方向則一般會作為定向選修課供學生選擇，少部分方向也可能會在工學院或理學院下單獨開設專業。
相對我們上面提到的以研究類型進行專業細分的模式，該劃分模式下衍生出的方向在種類上要更多一些。以下我們就選取部分常見的方向為大家進行簡單解讀：
從遠古時期的青銅寶劍，到當代航母的鋼制甲板，金屬可謂是人類使用歷史最悠久的材料之一。（了解更多美國專業，歡迎咨詢留學網留學）金屬材料方向的研究主體主要是金屬以及合金。它要求學生具備金相（即金屬或合金的化學成分以及各種成分在合金內部的物理狀態和化學狀態），腐蝕防護和金屬加工等相關知識。
塑料，橡膠，涂料，膠粘劑，高分子材料在我們的生活中無處不在。高分子材料方向的研究主體主要是聚合物以及含有聚合物的復合材料。它要求學生掌握聚合物合成，制備，改性和成型加工等相關知識。
對于致力于投身芯片行業的同學，則可以考慮選擇半導體材料方向。該方向在部分高校被納入到電子電氣工程(Electric & Electronic Engineering)下。喜歡電子電氣的同學還可以考慮光電材料方向，它研究的對象主要是光伏板(太陽能發電系統)，傳感器和光纖等光電器件。上述兩個方向的培養重點與前文提到的材料物理類似，都強調固體物理和光電學方面的知識。
生物醫藥材料方向在部分高校是設立在生物工程(Biological Engineering)或生物醫藥(Biomedical Engineering)專業下的，它要求學生兼備材料學和生物學，藥學相關的知識。人造關節，靶向載藥材料等都屬于該方向的研究。
計算材料學為材料科學與計算機科學的交叉方向，是一門正在快速發展的新興學科，是關于材料組成、結構、性能、服役性能的計算機模擬與設計的學科，是材料科學研究里的“計算機實驗”。在工業界，它被廣泛應用于新藥研發，高精尖器件的可靠性研究以及功能材料的設計。
如蘇州大學和曼切斯特大學(University of Manchester)，部分高校還單獨開設了納米材料工程專業。納米材料是指長寬高至少有一個處于納米尺寸(1-100 nm)的材料。由于它的尺寸接近電子的相干長度，且比表面積較大，因此其熔點、磁性、光學、導熱、導電特性等性質，往往與該物質在整體狀態時所表現不同。利用這種特殊性質，納米材料可以廣泛應用于醫療器材、電子設備、涂料等行業。學習該專業的學生需要研習微尺度的研究方法，以及納米材料功能器件的設計理念。