materiaalitutkimuksen

Materiaalitutkimus on monitieteinen tutkimusala, joka tutkii aineiden rakennetta, ominaisuuksia ja käsittelyä sekä näiden tekijöiden välistä vuorovaikutusta. Sen tavoitteena on ymmärtää, miten rakenne ja koostumus sekä prosessointi vaikuttavat materiaalin mekaanisiin, sähköisiin, lämpöisiin ja kemiallisiin ominaisuuksiin sekä kestävyyteen käytännön olosuhteissa.

Tutkimus kattaa metallien, polymeerien, keramiikan ja komposiittien sekä energian- ja biopohjaisten materiaalien kaltaiset aineet. Se yhdistää perus- ja soveltavaa tieteellistä työtä sekä suunnittelee ja optimoi materiaaleja teollisiin sovelluksiin, kuten rakennus-, auto-, elektroniikka-, energia- ja biolääketieteelliset järjestelmät.

Menetelmät jakautuvat kokeellisiin ja laskennallisiin. Kokeellisiin menetelmiin kuuluvat mikroskopia, spektroskopia, diffraktiomittaukset, mekaaniset testit sekä lämpö- ja kemiallisten ominaisuuksien analysointi. Laskennalliset työkalut kattavat atomitasoisen simuloinnin, materiaalien laskennallisen suunnittelun sekä suurten tietomassojen hyödyntämisen, muun muassa koneoppimisen ja tekoälyn avulla.

Tärkeimmät ala-alueet ovat metallurgia ja metallien kehittäminen, polymeerit, keramiikka, komposiitit sekä nanomateriaalit. Energiamateriaalit kuten akut ja superkondensaattorit sekä biomateriaalit kuuluvat myös keskeisesti tutkimuskohteisiin. Koulutuksellisesti ala tarjoaa sekä yliopistollisia tutkinto-ohjelmia että teollisuusyhteistyöhön painottuvia kursseja, ja se toimii usein sillanrakentajana perustutkimuksen ja käytännön innovoinnin välillä.