Materjaliteadlane

Prindi
  • Olulised momendid

    • Materjaliteaduse eesmärk on uurida materjale ja nende omadusi ning luua uusi materjale, mille omadused vastaksid mingitele konkreetsetele vajadustele.
    • Materjaliteadust rakendatakse elektroonikas, infotehnoloogias, energeetikas, meditsiinis, ehitusteaduses ja mujal.
    • Materjaliteadus on kiiresti arenev teadusharu.
  • Töö iseloom

    Materjaliteadus on interdistsiplinaarne teadusharu, mis kombineerib keemiat, füüsikat ja inseneriteadust.

    Materjaliteadlase (materjalikeemiku) töö on arendada uusi materjale ja tehnoloogiaid, kuna mitmed teoreetiliselt väljatöötatud rakendused takerduvad sobiva materjali puudumise taha.

    Materjaliteadlased ja -keemikud uurivad aineid aatomi- ja molekulaartasandil, otsides viise, kuidas erinevad ained üksteisega reageerivad.

    Füüsikud uurivad, kuidas aine käitub molekulaar- ja aatomitasandil ja kuidas defektstruktuur mõjutab aine omadusi. Füüsikalised uuringud toovad selgust nii ainete kristallstruktuuri kui ka optiliste ja elektriliste omaduste kujunemisest. Uuringute põhjal luuakse uusi füüsikalisi teooriaid.

    Materjaliteadlase tööülesanded on tavaliselt järgmised:

    • kavandada ja viia ellu kompleksseid uurimisprojekte, nagu uute toodete ja testimismeetodite arendamine;
    • juhendada tehnilisi töötajaid komponentide ning materjalide füüsiliste omaduste testimisel ja analüüsimisel;
    • instrueerida teadlasi ja tehnikuid õigete keemiliste protsesside ja testimisprotseduuride läbiviimisel (nt komponendid, segamisajad, temperatuurid);
    • valmistada ette laboriprotseduurides kasutatavaid lahuseid, segusid ja reagente;
    • analüüsida aineid, et määrata nende koostist ja elementide kontsentratsiooni;
    • testida materjale ja teisi aineid, et määrata nende ohutus ja vastavus kvaliteedistandarditele;
    • kirjutada tehnilisi aruandeid kirjeldamaks detailselt kasutatud meetodeid ja tulemusi;
    • esitleda uuringute tulemusi teistele teadlastele, inseneridele ja erialakolleegidele.

    Sageli spetsialiseerutakse valdkonna teatud harule:

    Füüsikud uurivad, kuidas aine käitub molekulaar- ja aatomitasandil ning kuidas keemiline reaktsioon toimub. Analüüside põhjal luuakse uusi teooriaid näiteks selle kohta, kuidas komplekssed struktuurid kujunevad.

    Analüütilised keemikud määratlevad ainete struktuuri, koostist ja olemust. Samuti uurivad nad koostisainete mõju üksteisele. Võidakse arendada uusi analüüsi- ja töömeetodeid. Nende tööl on palju kasutusvõimalusi, nt toiduohutus, farmaatsiatööstus, saastatuse kontroll.

    Orgaanilised keemikud uurivad süsinikku sisaldavate molekulide struktuuri, omadusi ja reaktsioone. Nad loovad uusi unikaalsete omaduste ja kasutusvõimalustega aineid. Neid ühendeid kasutatakse omakorda paljude toodete arendamiseks (nt plastikud).

    Anorgaanilised keemikud uurivad selliste molekulide struktuuri, omadusi ja reaktsioone, mis ei sisalda süsinikku (nt metallid). Nad püüavad leida, kuidas selliseid materjale saab muuta, eraldada või kasutada erinevates toodetes (nt keraamilised tooted, superkondensaatorid).

    Meditsiinikeemikud uurivad ja arendavad keemilisi ühendeid, mida saab kasutada ravimites. Nad teevad koostööd teiste teadlastega ja inseneridega uute ravimtoodete loomisel ja testimisel. Samuti aitavad nad arendada uusi ja täiustada ravimite tootmise protsesse.

    Teoreetilised keemikud uurivad teoreetilisi meetodeid, mis aitavad ennustada keemiliste eksperimentide tulemusi.

  • Töökeskkond

    Enamik materjaliteadlasi töötab tööstuslike ja teaduslike uurimuste ja arendamise alal. Tööd tehakse peamiselt laboratooriumis, kus viiakse läbi eksperimente ja analüüsitakse nende eksperimentide tulemusi. Tööstusettevõtetes tehakse tihedat koostööd inseneride ja protsesse juhtivate spetsialistidega.

    Terviserisk võib selles töös olla teatud keemiliste ainete käsitsemine. See risk on minimaalne, juhul kui järgitakse reeglitekohaseid protseduure ja töövõtteid.

    Töötatakse enamasti täistööajaga.

  • Teadmised, oskused ja eeldused

    Materjaliteaduse bakalaureuseõppes saadakse teadmised aines toimuvate füüsikaliste ja keemiliste protsesside kohta. Materjalide struktuuri ja omaduste määratlemiseks peab valdama nüüdisaegseid uurimismeetodeid (elektron- ja tunnelmikroskoopia, laserspektroskoopia, tuuma-magnetresonants jms).Õpitakse tundma uusi kõrgtehnoloogilisi materjale ja nende rakendusi ning valdama moodsaid tehnoloogiaid uute ainete sünteesimiseks – molekulide ja molekulaarstruktuuride kompuuterdisaini, aatomkihtsadestuse tehnoloogiaid jm.

    Materjaliteadlase olulised isikuomadused on

    • Analüütilised võimed. Materjaliteadlased tegelevad teaduslike eksperimentide ja uuringutega. Nad peavad olema oma analüüsides väga täpsed ja hoolikad, kuna eksimused võivad terve eksperimendi nurjata.
    • Hea suhtlemisoskus. Tööd tehakse sageli meeskonnas, tihti on vaja suhelda ka teiste teadlastega. Siia alla kuulub ka võime kirja panna ja lugeda ning mõista tehnilisi aruandeid, esitleda valdkonda ja töö tulemusi.
    • Oskus kriitiliselt mõelda. Materjaliteadlased hindavad enda ja teiste tööd hoolikalt. Nad peaksid oskama märgata, kui töö tulemused ja järeldused on kaheldavad.
    • Matemaatilised oskused. Kuna töös kasutatakse palju valemeid ja võrrandeid, on matemaatika avaram tundmine vajalik, kaasa arvatud arvutamine, algebra ja statistikateadmised.
    • Hoolikus ja süsteemsus. Tööprotsessid tuleb põhjalikult dokumenteerida, et oleks võimalik tõendada nende vastavust regulatsioonidele ja tööstusharu protseduuridele. Nõuete rikkumine töökohal võib kaasa tuua juriidilisi probleeme, aparaatide kahjustumist, keemilist saastumist.
    • Probleemilahendusoskus. Materjaliteadlane uurib ja arendab uusi tooteid, protsesse ja materjale. Selline töö nõuab palju katsetamist, uute variantide leidmist, kuni lõpuks sobiv ja vajalik lahendus leitakse.
    • Hea inglise keele ja arvutioskus.

    Need, kes kavatsevad oma tööelu materjaliteadusega siduda, peaksid koolis suuremat tähelepanu pöörama keemiale, füüsikale ja matemaatikale. Kasuks tuleb nii suulise kui ka kirjaliku väljenduse arendamine.

  • Haridus ja väljaõpe

    Materjaliteadlase töö eeldab kõrghariduse olemasolu vähemalt bakalaureuse tasemel.

    Materjaliteadust saab õppida Tartu Ülikoolis ja Tallinna Tehnikaülikoolis.

    Otsi sobivat kooli ja õppekava kõrgkoolide õppekavade andmebaasist.

    Töövõimalused
    Materjaliteadlaste võimalikeks töökohtadeks on:

    • firmad, mis toodavad, kasutavad või vahendavad kõrgtehnoloogilisi materjale,
    • materjaliuuringute ning vastava varustatuse ja oskustega tegelevad laborid ettevõtetes, teadusasutustes ja riigiametites,
    • materjalitehnoloogia koolitust andvad õppeasutused.

    Tüüpiline on see, et materjaliteadlased saavad suurema vastutuse ja sõltumatuse oma töös sedamööda, kuidas nende kogemused suurenevad. 

  • Töövõimalused

    Teadusasutustes on töötasu vastavalt palgaastmele. Palgaastme kindlaksmääramisel on aluseks ametikoha töö sisu ja vastutuse ulatus ning töötajale esitatavad kvalifikatsiooni­nõuded.

    Teadlastel on üldjuhul projektipõhine tasu.

     

  • Sissetulek, soodustused

    Teadusasutustes on töötasu vastavalt palgaastmele. Palgaastme kindlaksmääramisel on aluseks ametikoha töö sisu ja vastutuse ulatus ning töötajale esitatavad kvalifikatsiooni¬nõuded.
    Teadlastel on üldjuhul projektipõhine tasu.

  • Lisateave

    Video: materjaliteadus Tartu Ülikoolis

    Materjaliteaduse õppimine TTÜ-s

    Kirjeldus on koostatud koostöös TTÜ materjaliteaduse instituudi spetsialistidega 2015. a novembris. 

  • Lähedased ametid

    Tehnoloog

    Õppejõud

    Keemiainsener