化学家和材料科学家在原子和分子水平上研究物质,并分析物质之间相互作用的方式。他们利用自己的知识开发新的和改进的产品,并测试制成品的质量。

职责

化学家和材料科学家通常做以下工作:

  • 计划和执行复杂的研究项目,如新产品和测试方法的开发
  • 指导科学家和技术人员正确的化学加工和测试程序,包括成分,混合时间和操作温度
  • 准备用于实验室程序的溶液、化合物和试剂
  • 分析物质以确定其成分和元素浓度
  • 对材料和其他物质进行测试,以确保符合安全和质量标准
  • 写详细描述方法和发现的技术报告
  • 向科学家、工程师和其他同事展示研究成果

一些化学家和材料科学家从事基础研究。其他人则从事应用研究。在基础研究中,化学家研究物质的性质、组成和结构。他们还试验各种元素的组合以及它们相互作用的方式。在应用研究中,化学家研究可能的新产品和改进现有产品的方法。化学研究导致了新的和改进的药物、塑料、肥料、香料、电池、清洁剂以及成千上万的其他产品的发现和发展。

材料科学家研究各种材料的结构和化学性质,以开发新产品或改进现有产品。他们确定加强或结合现有材料的方法,或开发用于各种产品的新材料。材料科学的应用包括发明或改进陶瓷、塑料/聚合物、金属合金和超导材料。

化学家和材料科学家使用计算机和各种复杂的实验室仪器进行建模、模拟和实验分析。例如,一些化学家使用三维计算机建模软件来研究复杂分子的结构和性质。

如果一个化学家专门研究绿色化学,他或她将设计环境可持续的化学过程和产品。绿色化学过程最大限度地减少毒素和废物的产生。

大多数化学家和材料科学家都是团队的一部分。涉及多个学科的科学研究项目的数量正在增加,化学家和材料科学家与其他科学家(如生物学家、物理学家、计算机专家和工程师)组成团队工作是很常见的。例如,在药物研究中,化学家可能与生物学家合作开发新药,并与工程师合作设计大规模生产新药的方法。要了解更多信息,请参阅生物化学家和生物物理学家、微生物学家、动物学家和野生动物生物学家、物理学家和天文学家、计算机和信息技术职业以及工程职业的简介。

因为化学家和材料科学家通常在研究团队中工作,他们需要能够与其他人一起朝着一个共同的目标很好地工作。许多人具有领导能力,需要能够激励和指导其他团队成员。

化学家通常专门研究该领域的某一分支。以下是化学家类型的例子:

分析化学家通过检查和鉴定各种元素或化合物来确定物质的结构、组成和性质。他们还研究化合物各部分之间的关系和相互作用。一些分析化学家专注于开发新的分析方法和新技术来开展他们的工作。他们的研究有广泛的应用,包括食品安全、制药和污染控制。

法医化学家分析证据,寻找线索,帮助破案。这些化学家通过检测DNA等证据并解释他们的发现来协助刑事调查。不仅要测试人类DNA证据;DNA证据可以用来证明那些被怀疑杀了人或其他动物的动物无罪。这些化学家主要在实验室工作,尽管他们有时会在法庭上作证。

无机化学家研究不含碳的分子(如金属)的结构、性质和反应。他们致力于了解无机物的行为和特征。无机化学家研究这些材料(如陶瓷和超导体)如何被改性、分离或用于产品。

药物化学家研究和开发可用作药物的化合物。他们与其他科学家和工程师组成团队,创造和测试新的药物产品。他们还帮助开发新的和改进的生产工艺,以有效地大规模生产新药。

有机化学家研究含碳分子的结构、性质和反应。他们还设计和制造具有独特性质和用途的新型有机物质。这些化合物反过来又被用于开发许多商业产品,如药物和塑料。

物理化学家研究物质如何在分子和原子水平上表现以及化学反应如何发生的基本特征。从他们的分析中,物理化学家可能会发展出新的理论,比如复杂结构是如何形成的。物理化学家经常与材料科学家密切合作,研究和开发新材料的潜在用途。

理论化学家研究可以预测化学实验结果的理论方法。理论化学包括各种专业,尽管大多数专业包含高级计算和编程。一些例子理论化学家计算化学家数学化学家,化学信息专家

材料科学家倾向于通过他们最常用的材料来专业化。这些科学家专门研究的材料有陶瓷、玻璃、金属、纳米材料(极微小的物质)、聚合物和半导体。

越来越多的化学家从事跨学科领域的工作,如生物化学和地球化学。欲了解更多信息,请参阅生物化学家、生物物理学家和地球科学家的简介。

许多有化学背景的人成为中学教师或高中教师。

工作环境

2021年,化学家约有8.36万个工作岗位。化学家的最大雇主如下:

化工制造 33%
物理、工程和生命科学领域的研究和发展 17
测试实验室 9
联邦政府,不包括邮政服务 7
行政和支助以及废物管理和补救服务 4

材料科学家在2021年拥有约7000个工作岗位。材料科学家的最大雇主如下:

物理、工程和生命科学领域的研究和发展 28%
建筑、工程和相关服务 16
化工制造 8
计算机及电子产品制造 8
公司和企业的管理 5

化学家和材料科学家通常在实验室和办公室工作,在那里他们进行实验并分析结果。除了在实验室工作外,材料科学家还与工业制造设施的工程师和加工专家一起工作。一些化学师也在这些设施中工作,通常负责监测工厂的环境条件。

在制造公司工作的化学家和材料科学家可能需要偶尔出差,特别是如果他们的公司有多个设施。其他人可能在户外工作,收集样品,并对空气、土壤或水进行现场分析。

受伤和疾病

化学家和材料科学家在处理某些化学品时可能会暴露在健康或安全危害中,但如果他们遵循适当的程序,例如在处理危险化学品时穿着防护服,则风险很小。

工作安排

化学家和材料科学家通常都是全职工作,工作时间有规律。偶尔,他们可能不得不加班以满足项目的最后期限或在下班时间进行时间敏感的实验室实验。

教育及培训

化学家和材料科学家至少需要化学或相关领域的学士学位。然而,许多研究工作都需要硕士或博士学位。

教育

化学家和材料科学家通常需要化学或相关物理科学领域的学士学位。研究工作需要硕士学位或博士学位,也可能需要大量的工作经验。拥有博士学位和博士后经验的化学家和材料科学家通常领导基础研究或应用研究团队。联合方案,提供加速学士和硕士学位的化学,也可用。

许多学院和大学提供化学学位课程美国化学学会。一些大学在化学课程中开设了材料科学专业,一些工程学院开设了材料科学和工程联合领域的学位。高中生可以通过学习化学、数学和计算机科学课程来为大学课程做准备。

本科化学专业通常需要学习分析化学、有机化学、无机化学和物理化学课程。此外,他们还学习数学、生物科学和物理课程。计算机科学课程是必不可少的,因为化学家和材料科学家需要计算机技能来执行建模和模拟任务,管理和操作数据库,以及操作计算机化实验室设备。

实验室实习经验,奖学金,或勤工俭学项目在行业也是有用的。一些大学提供合作项目,让学生在攻读学位的同时获得工作经验。

学习化学的研究生通常专攻一个子领域,如分析化学或无机化学。例如,那些对制药业研究感兴趣的人通常在药物或有机化学方面有很强的背景。

进步

随着经验的积累,化学家通常会在工作中承担更大的责任和独立性。更大的责任也可以通过进一步的教育获得。化学博士通常领导研究团队,控制项目的方向和内容,但即使是博士学位持有者也有晋升的空间,因为他们获得了经验。随着化学家在管理研究项目方面变得越来越熟练,他们可能会承担更大、更复杂、更昂贵的项目。

一些化学家和材料科学家成为自然科学经理。

个性与兴趣

化学家和材料科学家通常对建筑,思考组织兴趣领域,根据荷兰的代码框架。建筑兴趣区表明他们专注于使用工具和机器,制作或修理实际的东西。思考兴趣领域表明,重点是研究,调查和增加对自然规律的理解。“组织兴趣”区域表明,重点是处理信息和流程,使事物有序地排列在系统中。

如果你不确定你是否对建筑、思考或组织感兴趣,这可能适合化学家和材料科学家的职业生涯,你可以选择一个职业测试衡量你的兴趣。

化学家和材料科学家还应具备以下具体素质:

分析能力。化学家和材料科学家进行科学实验和研究。他们的分析必须是精确和准确的,因为错误可能会使他们的研究无效。

沟通技巧。化学家和材料科学家需要与团队成员和其他科学家沟通。他们必须能够读和写技术报告和做报告。

批判性思维的技能。化学家和材料科学家仔细评估自己的工作和他人的工作。他们必须确定结果和结论是否基于可靠的科学。

数学技能。化学家和材料科学家经常使用复杂的数学方程和公式,他们需要对数学有广泛的理解,包括微积分、代数和统计学。

组织技能。化学家和材料科学家需要仔细记录过程,以符合法规和行业程序。工作场所的混乱会导致法律问题、设备损坏和化学品泄漏。

解决问题的能力。化学家和材料科学家研究和开发新的和改进的化学产品、工艺和材料。这项工作需要化学家和材料科学家进行大量的试验和错误,才能找到唯一的解决方案。

支付

2021年5月,化学家的年薪中位数为79,430美元。工资中位数是指在一个职业中,有一半的工人的收入高于这个数字,另一半的收入低于这个数字。收入最低的10%的人收入不到48,100美元,而收入最高的10%的人收入超过134,780美元。

2021年5月,材料科学家的年薪中位数为100,090美元。收入最低的10%的人收入不到56380美元,而收入最高的10%的人收入超过162950美元。

2021年5月,主要行业化学家的年薪中位数如下:

联邦政府,不包括邮政服务 117850美元
物理、工程和生命科学领域的研究和发展 101180年
化工制造 77740年
测试实验室 61190年
行政和支助以及废物管理和补救服务 54160年

2021年5月,主要行业中材料科学家的年薪中位数如下:

计算机及电子产品制造 130050美元
公司和企业的管理 106250年
物理、工程和生命科学领域的研究和发展 101990年
化工制造 101400年
建筑、工程和相关服务 82680年

化学家和材料科学家通常都是全职工作,工作时间有规律。

就业前景

从2021年到2031年,化学家和材料科学家的总就业人数预计将增长6%,与所有职业的平均增长速度差不多。

在过去10年里,预计平均每年将有8200个化学家和材料科学家的职位空缺。预计这些职位空缺中的许多都是由于需要填补那些转移到不同职业或退出劳动力大军(比如退休)的工人。

就业

在制药和药物制造领域,需要化学家开发纳米技术用于医药用途。在化学制造业,这些工人将被用来改善工作场所和社区的环境安全。

材料科学家将需要开发更便宜、更安全、质量更好的材料,用于各种用途,如电子、能源和交通。

更多信息

有关化学家和材料科学家的职业机会、收入和教育的信息,请访问

美国化学学会

美国化学理事会

ASM国际

材料研究学会

国家材料技术教育资源中心

有关化学认证学位课程的更多信息,请访问

美国化学学会专业培训委员会

有关绿色化学学术项目的信息,请访问

美国化学学会绿色化学学术计划

要寻找联邦政府化学家和科学家的职位空缺,请访问

USAJOBS

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以上职业信息来自美国劳工统计局职业展望手册。这个优秀的职业数据资源由美国劳工部每两年发布一次。bob下载Truity定期更新我们的网站与信息从劳工统计局的数据库。

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