Malzeme bilimi – bir malzemenin atomik ve moleküler yapısı, malzemenin özellikleri (kuvvet, elektriksel iletkenlik veya optik özellikler gibi) ve malzemenin bir şekil veya ürün halinde üretilme veya işlenme yolları arasındaki ilişkiyi araştırır, ögretir ve üretilmesi için odaklanır. Malzeme biliminin bir diğer önemli kısmı, yapı ve işleme teknikleri bilgisi kullanılarak ürünlerin nasıl geliştirilebileceğidir. Bu yapı ve işlemenin malzeme özelliklerini nasıl etkilediği ile alakalıdır.
Malzeme bilimi metallerden ve kompozitlerden doğal liflere veya biyolojik yapılara kadar çok çeşitli sınıflarının incelenmesini içermektedir. Mühendisliği, teknolojisi, maliyet, elektronik, imalat ve üretim yönleriyle birlikte uygulamalı fizik ve kimya unsurlarını içermektedir. Ayrıca malzeme bilimi havacılıktan sağlığa uygulamalarla adli mühendislik ve arıza analizinin önemli bir parçası olarak kullanılmaktadır. Son yıllarda nanoteknoloji ile birlikte yeni alanlara odaklanan önemli medya ilgisi ile malzeme bilimi, halkın bilincinin ön saflara itmiştir. Bu, malzeme teknolojisi, mühendisliği ve bilimi, bilim ve teknolojinin geleceğinde yeni bir önem eşiğine götürecektir.
Malzeme bilimi ve tarihi
Uygarlığın gelişiminin ilk aşamaları, insan tarafından en yaygın olarak kullanılan malzemelerin doğasıyla ilgili isimler almıştır. En basit alet ve silahların üretimi için bir malzeme olarak taş ilk kulanılan mazemedir. Seramik üretimi 300 bin yıldan fazla bir süre önce kullanılmaya başlamıştır. Malzeme bilimi ile ilğili ilk işleme girişimleri Neolitik döneme metallerin eritilmesi ile başlamıştır. Çeşitli şekillerdeki nesneler, MÖ 35. yüzyılda dekoratif amaçlara uygun demiri eritme yöntemi ile elde edilmiştir. Antik dönemde ve Orta Çağ’da Malzeme biliminin gelişimi DOS’a indirgenmiştir. İnşaat malzemeleri oluşturulmasına başlanmıştır. Bu dönemde porselen, doğal boyalar, doğal yapıştırıcılar, kristal vb. üretimi de gelişmeye başlamıştır.
Basit ve karmaşık maddelerin özelliklerini, onları oluşturan atomların özellikleriyle ilişkilendirmenin mümkün olduğu yasa; 1876’da J. Gibbs, termodinamiğin genel teorisi ile özetlenmiştir. Böylece denge ve termodinamik yöntemli kimyasalın yönünü belirlemeyi mümkün kılan potansiyeller içermektedir. Herhangi bir karmaşıklıktaki karışımlar için reaksiyonlar ve denge koşulları; 1913’te N. Bohr, fiziği anlamayı mümkün kılan atomun ilk kuantum teorisi ile yaratılmıştır.
