Chemisté a materiáloví vědci studují látky na atomové a molekulární úrovni a způsoby, jakými na sebe látky vzájemně působí. Své znalosti využívají k vývoji nových a vylepšených výrobků a k testování kvality vyráběného zboží.

Náplň práce

Chemisté a materiáloví vědci obvykle vykonávají následující činnosti:

• Plánují a provádějí komplexní výzkumné projekty, například vývoj nových výrobků a testovacích metod
• Řídí techniky a další pracovníky při testování a analýze složek a fyzikálních vlastností materiálů
• Instruují vědce a techniky o správných postupech chemického zpracování a testování, včetně složek, doby míchání a pracovních teplot
• Připravují roztoky, sloučeniny, a činidla používaná v laboratorních postupech
• Analyzovat látky za účelem zjištění jejich složení a koncentrace prvků
• Provádět zkoušky materiálů a jiných látek, aby bylo zajištěno dodržování bezpečnostních a kvalitativních norem
• Psat technické zprávy, které podrobně popisují metody a výsledky
• Prezentovat výsledky výzkumu vědcům, inženýrům a dalším kolegům

Někteří chemici a materiáloví odborníci pracují v základním výzkumu. Jiní pracují v aplikovaném výzkumu. V základním výzkumu chemici zkoumají vlastnosti, složení a strukturu hmoty. Experimentují také s kombinacemi prvků a způsoby jejich vzájemného působení. V aplikovaném výzkumu chemici zkoumají možné nové produkty a způsoby, jak zlepšit ty stávající. Chemický výzkum vedl k objevu a vývoji nových a vylepšených léků, plastů a čisticích prostředků a tisíců dalších výrobků.

Materiáloví vědci zkoumají strukturu a chemické vlastnosti různých materiálů s cílem vyvinout nové výrobky nebo vylepšit ty stávající. Určují způsoby, jak materiály zpevnit nebo zkombinovat, případně vyvíjejí nové materiály pro použití v různých výrobcích. Mezi aplikace materiálové vědy patří vynalézání nebo zdokonalování keramiky, kovových slitin a supravodivých materiálů.

K modelování, simulaci a experimentální analýze používají chemici a materiáloví vědci počítače a celou řadu sofistikovaných laboratorních přístrojů. Někteří chemici například používají software pro trojrozměrné počítačové modelování ke studiu struktury a vlastností složitých molekul.

Většina chemiků a materiálových vědců pracuje v týmu. Počet vědeckých výzkumných projektů, které zahrnují více oborů, se zvyšuje a je běžné, že chemici a materiáloví vědci pracují v týmech s dalšími vědci, například s biology, fyziky, počítačovými specialisty a inženýry. Například ve farmaceutickém výzkumu mohou chemici spolupracovat s biology na vývoji nových léků a s inženýry na návrhu způsobů hromadné výroby nových léků. Další informace naleznete v profilech biochemiků a biofyziků, mikrobiologů, zoologů a biologů přírody, fyziků a astronomů, profesí v oblasti výpočetní techniky a informačních technologií a inženýrských profesí.

Chemisté se často specializují na určitý obor. Následují příklady typů chemiků:

Analytičtí chemici určují strukturu, složení a povahu látek zkoumáním a identifikací jejich různých prvků nebo sloučenin. Studují také vztahy a interakce mezi jednotlivými částmi sloučenin. Někteří analytičtí chemici se specializují na vývoj nových analytických metod a nových technik pro provádění své práce. Jejich výzkum má širokou škálu využití, včetně bezpečnosti potravin, léčiv a kontroly znečištění.

Anorganičtí chemici studují strukturu, vlastnosti a reakce molekul, které neobsahují uhlík, jako jsou například kovy. Snaží se pochopit chování a vlastnosti anorganických látek. Anorganičtí chemici zjišťují, jak lze tyto materiály, například keramiku a supravodiče, upravovat, oddělovat nebo používat ve výrobcích.

Medicínští chemici zkoumají a vyvíjejí chemické sloučeniny, které lze použít jako léčiva. Pracují v týmech s dalšími vědci a inženýry na vytváření a testování nových léčivých přípravků. Pomáhají také vyvíjet nové a zdokonalené výrobní postupy pro efektivní výrobu nových léčiv ve velkém měřítku.

Organičtí chemici studují strukturu, vlastnosti a reakce molekul, které obsahují uhlík. Navrhují a vyrábějí také nové organické látky, které mají jedinečné vlastnosti a využití. Tyto sloučeniny se zase používají k vývoji mnoha komerčních produktů, jako jsou farmaceutické léky a plasty.

Fyzikální chemici studují základní vlastnosti toho, jak se hmota chová na molekulární a atomární úrovni a jak probíhají chemické reakce. Na základě svých analýz mohou fyzikální chemici rozvíjet nové teorie, například jak vznikají složité struktury. Fyzikální chemici často úzce spolupracují s materiálovými vědci, aby mohli zkoumat a vyvíjet potenciální využití nových materiálů.

Teoretičtí chemici zkoumají teoretické metody, které mohou předpovídat výsledky chemických experimentů. Samotná teoretická chemie zahrnuje řadu specializací, i když většina specializací zahrnuje pokročilé výpočty a programování. Příkladem teoretických chemiků jsou výpočetní chemici, matematičtí chemici a chemičtí informatici.

Materiáloví vědci se obvykle specializují podle materiálu, se kterým nejčastěji pracují. Několik příkladů materiálů, na které se tito vědci specializují, jsou keramika, skla, kovy, nanomateriály (extrémně malé látky), polymery a polovodiče.

Rostoucí počet chemiků pracuje v interdisciplinárních oborech, jako je biochemie a geochemie. Další informace naleznete v profilech biochemiků a biofyziků a geologů.

Mnoho lidí s chemickým vzděláním se stává profesory nebo učiteli. Další informace naleznete v profilech o středoškolských a vysokoškolských učitelích.