南洋理工大学材料科学与工程学院研究领域详解

学校名称：

所在位置：新加坡

创建时间：1991

QS排名：55

学校中文网址：

　　在您在材料科学与工程学院的日子里，你将会有丰富的知识和技能。我们的目标是让每个学生充分利用材料科学与工程学院的每一项资源，成为具备未来所需技能的领导者，跟着一起来了解一下该学院的研究领域吧。

　　一、专业纵览

　　你将会有：材料领域的专业知识;清晰的心灵解决任何问题;精明地传达思想和想法;燃烧激情，实现超越已知能力;在不懈的进步中怜悯。最后一个属性可以完成材料科学与工程学院教育，这就是为了达到你想要的目标而采取的行动。在材料科学与工程学院，我们将为您提供学习的机会。通过您的主动性，参与度和愿望，您可以从经验中获得最大收益。

　　二、学院使命和愿景

　　通过不同学科的广泛教育培养创意和企业家领导者成为一所以科学技术为基础的伟大的全球性大学;为了与大学的使命和愿景保持一致，材料科学与工程学院学院制定了以下使命和愿景。

　　十年来，教育和激励全球联系和跨学科培训的材料科学家和工程师。创造智力价值，激发基于需求的研究，并将科学和技术转化为市场。成为全球领先的材料科学与工程机构。

　　成为全球领先的材料科学与工程机构，十年来，教育和激励全球联系和跨学科培训的材料科学家和工程师，创造知识价值，激发基于需求的研究，并将科学和技术转化为市场。

　　三、研究纵览

　　材料科学与工程学院(材料科学与工程学院)为员工和学生提供了一个充满活力和培养的环境，以便在以下关键领域开展跨学科研究：生物材料和生物医学设备;计算材料科学;国防材料;功能材料和复合材料;可持续发展材料;纳米电子学，纳米材料和多铁学，材料科学与工程学院配备了各种类型的设备和设备，用于教学和广泛的研究用途。

　　以下是我们的实验室和设施：生物材料;光伏联合实验室;仿生传感器科学中心;电子空间和电子学习工作室;级表征，测试和模拟设施;无机材料表征;材料加工;纳米材料;生物医学实验室;有机材料服务实验室;太阳能燃料实验室。

　　四、研究领域

　　研究是材料科学与工程学院最重要的支柱。它将推动我们的增长数量和质量。我们强调对所有教职员工的研究，并鼓励我们的本科生在他们任职的早期参与研究课程。我们通过与世界一流机构的交流课程和联合学位课程，继续寻找吸引和留住优秀研究生的方法。我们鼓励一种研究文化，主要是通过奖励学术人员获得研究成果，包括财务和研究设施等。此外，我们慷慨地将研究生分配给所有擅长研究的学术人员。因此，研究生与学术人员的比例相当健康。

　　我们还积极寻求与其研究成果众所周知的材料科学和工程学院的外国合作。我们还寻求与行业合作，以确保我们的研究与经济需求相关。我们已与多家公司合作，包括加拿大的Adv Mat Res，瑞典的Radi Corp和美国的Guidant Corp。这种合作将最终吸引优秀的教师和研究人员/学生。

　　材料科学与工程学院的研究课程涵盖以下领域：

　　领域1.生物材料和生物医学设备

　　Biomaterials Group专注于使用传统材料(金属，陶瓷和聚合物)和纳米材料(碳纳米管、纳米复合材料、纳米颗粒)用于生物医学应用。生物材料是许多生物医学设备的关键组成部分。例如，在血液接触装置例如支架或心室辅助装置的情况下，装置的性能取决于生物材料抵抗凝结的能力。在纳米级别进行表面改性以防止这种情况发生是材料科学与工程学院研究的一个关键领域。更一般地说，我们小组的工作涉及陶瓷，聚合物和纳米材料的改进和改造，以满足生物医学领域的多种需求。我们有细胞培养设施，以及广泛的生物材料表征设备。此外，我们正在采用新技术来实现生物材料表面的功能化。在这些努力中，我们与来自新加坡和海外机构的医生，外科医生和医疗保健专家密切合作，以满足真正的生物医学需求。

　　研究领域：生物粘合剂;用于骨科应用的生物陶瓷;可生物降解的聚合物;药物和基因传递;水凝胶;纳米生物材料。

　　典型研究课程：可生物降解的形状记忆泡沫塞用于介入放射学中的临时血管内栓塞;仿生和生物启发材料;用于预防青光眼术后瘢痕形成的核酸分子持续释药技术的开发与应用;青光眼和角膜的给药系统;药物输送到眼后段;脂质体药物传递;心脏恢复治疗中的再生医学计划，用于减少输尿管纤维化和狭窄的定制药物输送平台：Bilayer输尿管涂层支架;　Vesico-Urethral连接器。

　　领域2.计算材料科学

　　计算材料科学小组将其研究活动的重点放在模拟软件的开发和使用上，以预测，解释和探索材料的结构、性质和行为。使用各种方法，这些方法包括第一原理量子力学计算、能量最小化、分子动力学、蒙特卡罗、动力学平均场密度泛函理论以及有限元方法。

　　正在研究各种材料。这些包括自组装系统、电活性聚合物、超导体、碳基巴基球和纳米管、半导体、形状记忆合金、金属间化合物和一些金属。模拟活动由工作站，高性能计算CLUSTER以及计算实验室中的其他计算设施提供支持。虽然有些作品使用的是商业现成的软件，如Materials Studio，ABAQUS，Ansys和Cerius，但有些人使用Java，Fortran和C ++开发自己的软件。该小组还致力于将基于人工智能的技术应用于房地产，工艺优化和新材料开发。人工神经网络，遗传算法和其他基于梯度的方法巧妙地耦合以实现这一点。计算在具有Linux OS(Redhat 9)或Windows的独立PC上执行。

　　研究领域：纳米尺度材料与器件的MC计算设计;计算机辅助材料合成(选择和预测);自组装系统的建模与仿真;材料缺陷与加工的原子模拟与建模;连续尺度建模与仿真;计算机辅助过程与属性优化;生命预测;功能材料的电子，结构，能量和动力学性质的量子力学，经典模拟和建模;计算电动力学;等离子体激元。

　　领域3.国防材料

　　该课程的重点是通过与当地和海外专业人员的合作，开发高附加值的功能材料和在战略领域建立本地能力。研究活动包括材料创新、平台集成、技术开发和国防部各种高级应用的转移。

　　先进材料继续在先进应用技术的突破中发挥重要作用，通过开发新材料和系统，具有专门针对组件和系统级别的战略利益而定制的理想功能。通过对开发的新材料的结构性质关系的系统研究和机械理解，可以精确和创新地控制材料的加工。凭借这些知识，材料科学与工程学院的材料科学家和工程师将能够有效地促进独特材料功能的开发，从而推动理想的技术创新。纳米材料和仿生学被用于促进新系统和技术的开发，例如士兵保护系统，先进复合材料，

　　材料科学与工程学院的专业知识多种多样，涵盖了广泛的领域，如高温材料，轻质材料，金属和陶瓷等。学院与淡马锡实验室，国防研究和技术办公室，DSO国家实验室和新加坡科技合作动力学。

　　研究领域：高级功能材料;高温聚合物泡沫;编织纺织复合材料;热电材料;聚合物复合材料;电致变色材料;材料建模;陶瓷材料;保护材料。

　　领域4.功能材料和复合材料

　　功能材料与复合材料集团专注于具有先进物理和化学性质的材料的合成，加工和应用。功能材料包括具有独特和极端功能特性的材料，有助于热电、磁性、超导、电致变色和铁电等领域的应用。复合材料是一类材料，其中材料增强以基质增强，填料增强的形式出现以及纤维增强。应用包括结构陶瓷，聚合物和纤维增强复合材料以及纳米复合材料颗粒和结构。

　　关于多铁性的研究侧重于基础研究和应用，这些研究和应用依赖于铁电性质的交叉耦合，如电，磁和弹性有序参数，以产生独特的功能。各种纳米材料的合成和掺杂的特征在于增强和改善电致变色材料和器件的效率。这些还包括为智能窗户等商业应用开发各种电致变色平台。复合材料研究在南洋理工大学新成立的体育研究所中发挥着重要作用。注意力集中在纳米复合材料和混合材料的设计和制备中利用新的纳米级现象和合成方法，以获得无与伦比的机械性能增强或多种新功能。这些可包括热稳定性/阻燃性，抗冲击/抗断裂性，磨损/刮擦损伤和电/热导率等。还研究了粘土纳米复合材料，高级聚合物复合材料和纤维复合材料等材料，以提高其性能和性能。运动服装、装备和比赛场地。

　　研究领域：聚合物纳米复合材料;智能材料;运动材料。

　　一些课程示例：有机晶体管和光伏电池的制造;基于有机晶体管的非易失性存储器件;用于平板显示器的全色有机发光二极管的沉积，表征和制造。

　　领域5.可持续发展材料

　　该课程的重点是清洁能源收集，太阳能燃料和能源储存的发展。该课程得到了NRF竞争研究计划，CERP和EDB的主要资助。大多数这些研究活动也属于能源研究所@NTU的保护组织。该研究计划主要有三个主要方面，即太阳能采集，太阳能燃料和储能。

　　研究计划的三个重点：

　　太阳能收集：研究重点是第三代太阳能电池，如无机、有机和有机无机杂化聚合物基异质结太阳能电池，它提供了一种可能更便宜的太阳能利用替代方式。正在研究的重要类别的太阳能电池包括敏化太阳能电池，本体异质结电池和铜铟镓硒。设备稳定性，效率和这些设备的大面积解决方案处理的增强是优先研究领域。

　　太阳能燃料：这项研究的重点是开发用于H2O和CO2转化的人造光合材料。开发的一些材料是金属有机骨架，其被归类为晶体混合材料，其晶体结构由金属离子的扩展3D开放框架或通过多齿有机间隔物连接的小离散簇以及太阳能半导体纳米粒子组成。吸收剂可以将光子能量转换成化学驱动力，将水和/或二氧化碳催化转化为高效燃料，如氢气，甲烷和甲醇。

　　储能：满足未来高能量储存需求的有前景的方法体积小，重量轻是将先进的，所谓的“超级电容器”与电池集成在一起。除了显着的存储容量之外，这种电容器与电池端子并联放置，在高负载需求下提供电流提升。这样可以提高电池的性能，延长运行时间，延长电池的使用寿命。因此，超级电容器可以使电池满足当前和未来的能量需求。此外，新型器件架构，如混合电化学电容器，将超级电容器和电池的优势结合在一个器件中，为当前的一些挑战提供了可能的解决方案。

　　研究方向：基于碳纳米管的印刷电子产品;充电存储设备;基于CNT的传感器，用于生物医学和气体传感应用;共同稳定和回收工业废物;开发光伏电池;电化学电荷存储装置;环境保护;有机薄膜晶体管的制造;　基于有机晶体管的非易失性存储器件;光催化与环境催化。