Kemistit ja materiaalitieteilijät tutkivat aineita atomi- ja molekyylitasolla sekä tapoja, joilla aineet ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa. He käyttävät tietämystään uusien ja parempien tuotteiden kehittämiseen ja valmistettujen tuotteiden laadun testaamiseen.

Tehtävät

Kemistit ja materiaalitutkijat tekevät tyypillisesti seuraavia tehtäviä:

• Suunnittelevat ja toteuttavat monimutkaisia tutkimushankkeita, kuten uusien tuotteiden ja testausmenetelmien kehittämistä
• Ohjaavat teknikoita ja muita työntekijöitä komponenttien ja materiaalien fysikaalisten ominaisuuksien testaamisessa ja analysoinnissa
• Ohjaavat tiedemiehiä ja teknikoita oikeista kemiallisista prosessointi- ja testausmenetelmistä, mukaan lukien ainesosista, sekoitusaikojen pituudesta ja käyttölämpötiloista
• Liuoksien, yhdisteiden valmistaminen, ja reagensseja, joita käytetään laboratoriomenetelmissä
• Analysoi aineita niiden koostumuksen ja alkuainepitoisuuksien määrittämiseksi
• Suorittaa testejä materiaaleille ja muille aineille varmistaakseen, että turvallisuus- ja laatustandardit täyttyvät
• Kirjoittaa teknisiä raportteja, joissa eritellään yksityiskohtaisesti menetelmät ja havainnot
• Esitellä tutkimustuloksia tiedemiehille, insinööreille ja muille työtovereille

Joidenkin kemistien ja materiaalitiedemiesten työtehtävänä on perustutkimus. Toiset työskentelevät soveltavassa tutkimuksessa. Perustutkimuksessa kemistit tutkivat aineen ominaisuuksia, koostumusta ja rakennetta. He myös kokeilevat alkuaineiden yhdistelmiä ja niiden vuorovaikutustapoja. Sovelletussa tutkimuksessa kemistit tutkivat mahdollisia uusia tuotteita ja tapoja parantaa olemassa olevia tuotteita. Kemian tutkimus on johtanut uusien ja parannettujen lääkkeiden, muovien ja puhdistusaineiden sekä tuhansien muiden tuotteiden löytämiseen ja kehittämiseen.

Materiaalitutkijat tutkivat erilaisten materiaalien rakenteita ja kemiallisia ominaisuuksia kehittääkseen uusia tuotteita tai parantaakseen olemassa olevia. He määrittelevät tapoja vahvistaa tai yhdistää materiaaleja tai kehittää uusia materiaaleja käytettäväksi erilaisissa tuotteissa. Materiaalitieteen sovelluksia ovat esimerkiksi keramiikan, metalliseosten ja suprajohtavien materiaalien keksiminen tai parantaminen.

Kemistit ja materiaalitieteilijät käyttävät tietokoneita ja monenlaisia kehittyneitä laboratoriolaitteita mallintamiseen, simulointiin ja kokeelliseen analysointiin. Jotkut kemistit käyttävät esimerkiksi kolmiulotteisia tietokonemallinnusohjelmistoja monimutkaisten molekyylien rakenteen ja ominaisuuksien tutkimiseen.

Useimmat kemistit ja materiaalitutkijat työskentelevät osana tiimiä. Sellaiset tieteelliset tutkimusprojektit, joissa on mukana useita tieteenaloja, lisääntyvät, ja on tavallista, että kemistit ja materiaalitieteilijät työskentelevät tiimeissä muiden tieteilijöiden, kuten biologien, fyysikoiden, tietokoneasiantuntijoiden ja insinöörien, kanssa. Esimerkiksi lääketutkimuksessa kemistit voivat työskennellä biologien kanssa uusien lääkkeiden kehittämiseksi ja insinöörien kanssa uusien lääkkeiden massatuotantotapojen suunnittelemiseksi. Lisätietoja on biokemistien ja biofyysikoiden, mikrobiologien, eläintieteilijöiden ja luonnonvaraisten eläinten biologien, fyysikoiden ja tähtitieteilijöiden, tietokone- ja tietotekniikka-ammattien sekä insinööriammattien profiileissa.

Kemistit erikoistuvat usein johonkin tiettyyn alan osa-alueeseen. Seuraavassa on esimerkkejä kemistityypeistä:

Analyyttiset kemistit määrittävät aineiden rakennetta, koostumusta ja luonnetta tutkimalla ja tunnistamalla niiden eri alkuaineita tai yhdisteitä. He tutkivat myös yhdisteiden osien välisiä suhteita ja vuorovaikutuksia. Jotkut analyyttiset kemistit ovat erikoistuneet kehittämään uusia analyysimenetelmiä ja uusia tekniikoita työnsä suorittamiseen. Heidän tutkimuksillaan on monenlaisia sovelluksia, kuten elintarvikkeiden turvallisuus, lääkkeet ja saastumisen valvonta.

Epäorgaaniset kemistit tutkivat sellaisten molekyylien, jotka eivät sisällä hiiltä, kuten metallien, rakennetta, ominaisuuksia ja reaktioita. He pyrkivät ymmärtämään epäorgaanisten aineiden käyttäytymistä ja ominaisuuksia. Epäorgaaniset kemistit selvittävät, miten näitä materiaaleja, kuten keramiikkaa ja suprajohteita, voidaan muokata, erottaa tai käyttää tuotteissa.

Lääketieteelliset kemistit tutkivat ja kehittävät kemiallisia yhdisteitä, joita voidaan käyttää lääkkeinä. He työskentelevät tiimeissä muiden tutkijoiden ja insinöörien kanssa luodakseen ja testatakseen uusia lääkevalmisteita. He auttavat myös kehittämään uusia ja parannettuja valmistusprosesseja, jotta uusia lääkkeitä voidaan tuottaa tehokkaasti suuressa mittakaavassa.

Orgaaniset kemistit tutkivat hiiltä sisältävien molekyylien rakennetta, ominaisuuksia ja reaktioita. He myös suunnittelevat ja valmistavat uusia orgaanisia aineita, joilla on ainutlaatuisia ominaisuuksia ja sovelluksia. Näitä yhdisteitä on puolestaan käytetty monien kaupallisten tuotteiden, kuten lääkkeiden ja muovien, kehittämiseen.

Fyysiset kemistit tutkivat sen perusominaisuuksia, miten aine käyttäytyy molekyyli- ja atomitasolla ja miten kemialliset reaktiot tapahtuvat. Analyysiensa perusteella fysikaaliset kemistit voivat kehittää uusia teorioita esimerkiksi siitä, miten monimutkaiset rakenteet muodostuvat. Fysikaaliset kemistit tekevät usein läheistä yhteistyötä materiaalitutkijoiden kanssa tutkiakseen ja kehittääkseen uusien materiaalien mahdollisia käyttötapoja.

Teoreettiset kemistit tutkivat teoreettisia menetelmiä, joilla voidaan ennustaa kemiallisten kokeiden tuloksia. Teoreettinen kemia käsittää itsessään monenlaisia erikoisaloja, joskin useimmat erikoisalat sisältävät kehittynyttä laskentaa ja ohjelmointia. Esimerkkejä teoreettisista kemisteistä ovat laskennalliset kemistit, matemaattiset kemistit ja kemialliset informaatikot.

Materiaalitutkijoilla on tapana erikoistua sen materiaalin mukaan, jonka kanssa he työskentelevät useimmiten. Muutamia esimerkkejä materiaaleista, joihin nämä tutkijat ovat erikoistuneet, ovat keramiikka, lasit, metallit, nanomateriaalit (erittäin pienet aineet), polymeerit ja puolijohteet.

Yhä useammat kemistit työskentelevät poikkitieteellisillä aloilla, kuten biokemiassa ja geokemiassa. Lisätietoja on biokemistien ja biofyysikoiden sekä geotieteilijöiden profiileissa.

Monista kemiantaustaisista ihmisistä tulee professoreita tai opettajia. Lisätietoja on profiileissa lukion opettajista ja korkeakouluopettajista.