I chimici e gli scienziati dei materiali studiano le sostanze a livello atomico e molecolare e i modi in cui le sostanze interagiscono tra loro. Usano le loro conoscenze per sviluppare prodotti nuovi e migliori e per testare la qualità dei prodotti fabbricati.

Compiti

I chimici e gli scienziati dei materiali fanno tipicamente quanto segue:

• Pianificano ed eseguono progetti di ricerca complessi, come lo sviluppo di nuovi prodotti e metodi di prova
• Direttano tecnici e altri lavoratori nel testare e analizzare i componenti e le proprietà fisiche dei materiali
• Insegnano a scienziati e tecnici le corrette procedure di lavorazione chimica e di prova, compresi gli ingredienti, i tempi di miscelazione e le temperature operative
• Preparano soluzioni, composti, e reagenti usati nelle procedure di laboratorio
• Analizza le sostanze per determinarne la composizione e la concentrazione di elementi
• Conduce test su materiali e altre sostanze per assicurare che gli standard di sicurezza e qualità siano rispettati
• Scrive rapporti tecnici che descrivono in dettaglio metodi e risultati
• Presenta i risultati della ricerca a scienziati, ingegneri e altri colleghi

Alcuni chimici e scienziati dei materiali lavorano nella ricerca di base. Altri lavorano nella ricerca applicata. Nella ricerca di base, i chimici studiano le proprietà, la composizione e la struttura della materia. Sperimentano anche combinazioni di elementi e i modi in cui interagiscono. Nella ricerca applicata, i chimici studiano possibili nuovi prodotti e modi per migliorare quelli esistenti. La ricerca chimica ha portato alla scoperta e allo sviluppo di nuovi e migliori farmaci, plastiche e detergenti, oltre a migliaia di altri prodotti.

Gli scienziati dei materiali studiano le strutture e le proprietà chimiche di vari materiali per sviluppare nuovi prodotti o migliorare quelli esistenti. Determinano i modi per rafforzare o combinare i materiali, o sviluppano nuovi materiali, per utilizzarli in una varietà di prodotti. Le applicazioni della scienza dei materiali includono l’invenzione o il miglioramento di ceramiche, leghe metalliche e materiali superconduttori.

I chimici e gli scienziati dei materiali usano computer e un’ampia varietà di sofisticati strumenti di laboratorio per la modellazione, la simulazione e l’analisi sperimentale. Per esempio, alcuni chimici usano software di modellazione tridimensionale al computer per studiare la struttura e le proprietà di molecole complesse.

La maggior parte dei chimici e degli scienziati dei materiali lavora come parte di un team. Il numero di progetti di ricerca scientifica che coinvolgono più discipline è in aumento, ed è comune per chimici e scienziati dei materiali lavorare in team con altri scienziati, come biologi, fisici, specialisti di computer e ingegneri. Per esempio, nella ricerca farmaceutica, i chimici possono lavorare con i biologi per sviluppare nuovi farmaci e con gli ingegneri per progettare modi per produrre in massa i nuovi farmaci. Per maggiori informazioni, vedi i profili su biochimici e biofisici, microbiologi, zoologi e biologi della fauna selvatica, fisici e astronomi, informatici e informatici e ingegneri.

I chimici spesso si specializzano in un particolare ramo del campo. I seguenti sono esempi di tipi di chimici:

I chimici analitici determinano la struttura, la composizione e la natura delle sostanze esaminando e identificando i loro vari elementi o composti. Studiano anche le relazioni e le interazioni tra le parti dei composti. Alcuni chimici analitici si specializzano nello sviluppo di nuovi metodi di analisi e nuove tecniche per svolgere il loro lavoro. La loro ricerca ha una vasta gamma di applicazioni, tra cui la sicurezza alimentare, i prodotti farmaceutici e il controllo dell’inquinamento.

I chimici inorganici studiano la struttura, le proprietà e le reazioni delle molecole che non contengono carbonio, come i metalli. Lavorano per capire il comportamento e le caratteristiche delle sostanze inorganiche. I chimici inorganici capiscono come questi materiali, come le ceramiche e i superconduttori, possono essere modificati, separati o utilizzati in prodotti.

I chimici medicinali ricercano e sviluppano composti chimici che possono essere usati come farmaci. Lavorano in team con altri scienziati e ingegneri per creare e testare nuovi prodotti farmaceutici. Aiutano anche a sviluppare nuovi e migliori processi di produzione per produrre efficacemente nuovi farmaci su larga scala.

I chimici organici studiano la struttura, le proprietà e le reazioni delle molecole che contengono carbonio. Inoltre progettano e producono nuove sostanze organiche che hanno proprietà e applicazioni uniche. Questi composti, a loro volta, sono stati usati per sviluppare molti prodotti commerciali, come i farmaci farmaceutici e la plastica.

I chimici fisici studiano le caratteristiche fondamentali di come la materia si comporta a livello molecolare e atomico e come avvengono le reazioni chimiche. Sulla base delle loro analisi, i chimici fisici possono sviluppare nuove teorie, come la formazione di strutture complesse. I chimici fisici spesso lavorano a stretto contatto con gli scienziati dei materiali, per ricercare e sviluppare potenziali usi per nuovi materiali.

I chimici teorici studiano metodi teorici che possono prevedere i risultati degli esperimenti chimici. La chimica teorica comprende una varietà di specializzazioni, anche se la maggior parte delle specializzazioni incorpora il calcolo avanzato e la programmazione. Alcuni esempi di chimici teorici sono i chimici computazionali, i chimici matematici e gli informatici chimici.

Gli scienziati dei materiali tendono a specializzarsi in base al materiale con cui lavorano più spesso. Alcuni esempi di materiali in cui questi scienziati sono specializzati sono ceramiche, vetri, metalli, nanomateriali (sostanze estremamente piccole), polimeri e semiconduttori.

Un numero crescente di chimici lavora in campi interdisciplinari, come la biochimica e la geochimica. Per maggiori informazioni, vedi i profili sui biochimici e sui biofisici e geoscienziati.

Molte persone con un background chimico diventano professori o insegnanti. Per maggiori informazioni, vedi i profili degli insegnanti delle scuole superiori e degli insegnanti postsecondari.