Chemisten en materiaalwetenschappers bestuderen stoffen op atomair en moleculair niveau en de manier waarop de stoffen met elkaar reageren. Zij gebruiken hun kennis om nieuwe en verbeterde producten te ontwikkelen en om de kwaliteit van gefabriceerde goederen te testen.

Taken

Chemisten en materiaalwetenschappers doen doorgaans het volgende:

• Plannen en uitvoeren van complexe onderzoeksprojecten, zoals de ontwikkeling van nieuwe producten en testmethoden
• Directe technici en andere werknemers bij het testen en analyseren van componenten en de fysische eigenschappen van materialen
• Instrueren van wetenschappers en technici over de juiste chemische verwerking en testprocedures, met inbegrip van ingrediënten, mengtijden, en bedrijfstemperaturen
• Prepareren van oplossingen, samenstellingen, en reagentia die in laboratoriumprocedures worden gebruikt
• Stoffen analyseren om hun samenstelling en concentratie van elementen te bepalen
• Materialen en andere stoffen testen om ervoor te zorgen dat aan veiligheids- en kwaliteitsnormen wordt voldaan
• Technische rapporten schrijven waarin methoden en bevindingen gedetailleerd worden beschreven
• Onderzoeksresultaten presenteren aan wetenschappers, ingenieurs en andere collega’s

Sommige chemici en materiaalwetenschappers werken in fundamenteel onderzoek. Anderen werken in toegepast onderzoek. In fundamenteel onderzoek, chemici onderzoeken de eigenschappen, samenstelling en structuur van materie. Zij experimenteren ook met combinaties van elementen en de manier waarop die op elkaar inwerken. Bij toegepast onderzoek onderzoeken chemici mogelijke nieuwe producten en manieren om bestaande producten te verbeteren. Scheikundig onderzoek heeft geleid tot de ontdekking en ontwikkeling van nieuwe en verbeterde geneesmiddelen, kunststoffen en reinigingsmiddelen, en duizenden andere producten.

Materialenwetenschappers bestuderen de structuren en chemische eigenschappen van verschillende materialen om nieuwe producten te ontwikkelen of bestaande producten te verbeteren. Zij bepalen manieren om materialen te versterken of te combineren, of nieuwe materialen te ontwikkelen, voor gebruik in een verscheidenheid van producten. Toepassingen van de materiaalkunde zijn onder meer het uitvinden of verbeteren van keramiek, metaallegeringen en supergeleidende materialen.

Chemici en materiaalkundigen gebruiken computers en een grote verscheidenheid aan geavanceerde laboratoriuminstrumenten voor modellering, simulatie en experimentele analyse. Sommige chemici gebruiken bijvoorbeeld driedimensionale computermodelleringssoftware om de structuur en eigenschappen van complexe moleculen te bestuderen.

De meeste chemici en materiaalwetenschappers werken in teamverband. Het aantal wetenschappelijke onderzoeksprojecten waarbij meerdere disciplines betrokken zijn, neemt toe, en het is gebruikelijk voor chemici en materiaalwetenschappers om in teams te werken met andere wetenschappers, zoals biologen, natuurkundigen, computerspecialisten en ingenieurs. In farmaceutisch onderzoek werken chemici bijvoorbeeld samen met biologen om nieuwe geneesmiddelen te ontwikkelen en met ingenieurs om manieren te ontwerpen om de nieuwe geneesmiddelen in grote hoeveelheden te produceren. Zie voor meer informatie de profielen over biochemici en biofysici, microbiologen, zoölogen en wildbiologen, natuurkundigen en astronomen, computer- en informatietechnologieberoepen, en ingenieursberoepen.

Chemisten specialiseren zich vaak in een bepaalde tak van het vakgebied. Hieronder volgen voorbeelden van soorten scheikundigen:

Analytisch scheikundigen bepalen de structuur, samenstelling en aard van stoffen door hun verschillende elementen of verbindingen te onderzoeken en te identificeren. Zij bestuderen ook de relaties en interacties tussen de onderdelen van samenstellingen. Sommige analytisch scheikundigen zijn gespecialiseerd in de ontwikkeling van nieuwe analysemethoden en nieuwe technieken voor de uitvoering van hun werk. Hun onderzoek heeft een breed scala van toepassingen, waaronder voedselveiligheid, farmaceutica, en de bestrijding van vervuiling.

Inorganische chemici bestuderen de structuur, eigenschappen, en reacties van moleculen die geen koolstof bevatten, zoals metalen. Zij proberen het gedrag en de eigenschappen van anorganische stoffen te begrijpen. Anorganische scheikundigen zoeken uit hoe deze materialen, zoals keramiek en supergeleiders, kunnen worden gewijzigd, gescheiden, of gebruikt in producten.

Medicinaal chemici onderzoeken en ontwikkelen chemische verbindingen die als farmaceutische geneesmiddelen kunnen worden gebruikt. Ze werken in teams met andere wetenschappers en ingenieurs om nieuwe geneesmiddelen te creëren en te testen. Ze helpen ook bij het ontwikkelen van nieuwe en verbeterde productieprocessen om nieuwe geneesmiddelen op grote schaal effectief te produceren.

Organische scheikundigen bestuderen de structuur, eigenschappen en reacties van moleculen die koolstof bevatten. Zij ontwerpen en maken ook nieuwe organische stoffen die unieke eigenschappen en toepassingen hebben. Deze verbindingen zijn op hun beurt gebruikt om veel commerciële producten te ontwikkelen, zoals farmaceutische geneesmiddelen en kunststoffen.

Fysisch scheikundigen bestuderen de fundamentele kenmerken van hoe materie zich op moleculair en atomair niveau gedraagt en hoe chemische reacties verlopen. Op basis van hun analyses kunnen fysisch chemici nieuwe theorieën ontwikkelen, bijvoorbeeld over hoe complexe structuren worden gevormd. Fysische scheikundigen werken vaak nauw samen met materiaalwetenschappers, om mogelijke toepassingen van nieuwe materialen te onderzoeken en te ontwikkelen.

Theoretische scheikundigen onderzoeken theoretische methoden die de uitkomsten van chemische experimenten kunnen voorspellen. Theoretische scheikunde omvat zelf een verscheidenheid aan specialisaties, hoewel de meeste specialisaties geavanceerde berekeningen en programmering omvatten. Enkele voorbeelden van theoretische chemici zijn computationele chemici, wiskundige chemici, en chemische informatici.

Materiaalwetenschappers hebben de neiging zich te specialiseren door het materiaal waarmee zij het meest werken. Enkele voorbeelden van materialen waarin deze wetenschappers gespecialiseerd zijn, zijn keramiek, glas, metalen, nanomaterialen (extreem kleine stoffen), polymeren en halfgeleiders.

Een groeiend aantal chemici werkt in interdisciplinaire gebieden, zoals biochemie en geochemie. Zie voor meer informatie de profielen over biochemici en biofysici en geowetenschappers.

Veel mensen met een scheikundige achtergrond worden hoogleraar of docent. Voor meer informatie, zie de profielen op middelbare school docenten en postsecundaire docenten.