علم مواد: قانون سه که توسعه آن را هدایت می کند - دنیای فیزیک

علم مواد: قانون سه که توسعه آن را هدایت می کند - دنیای فیزیک

از سیمان و شیشه گرفته تا پلاستیک ها و خاک های کمیاب، مواد در اشکال و اندازه های مختلف وجود دارند. بنابراین تعجب آور نیست که موسسات علم مواد به راحتی قابل شناسایی نیستند. رابرت پی کریس

مونتاژ مجموعه ای از مواد قابل بازیافت
موضوع پیچیده مواد در همه اشکال، انواع و اندازه‌ها وجود دارند - و همینطور مجلات، آزمایشگاه‌ها و مؤسسات مربوط به آنها. (تقدیم: iStock/SolStock)

"به تعبیر شکسپیر" دانیل اوکو به من گفت، "برخی از نشریات به عنوان مجلات علم مواد متولد می شوند، برخی به آن دست می یابند، و برخی علم مواد بر آنها متمرکز شده است."

Ucko در موقعیت خوبی برای مشاهده چهره در حال تغییر علم مواد قرار دارد، زیرا در ابتدا دکترای خود را در فیزیک ماده متراکم در دانشگاه کالج لندن گذرانده بود و تقریباً دو دهه را به عنوان ویراستار در دانشگاه سپری کرد. Physical Review Letters به بیش از در انجمن فیزیکی آمریکا (APS). در حالی که در APS Ucko نیز هستید دکترای فلسفه گرفت در دانشگاه استونی بروک - جایی که من ناظر او بودم - و اوایل امسال او اولین نفر در جامعه شد رئیس اخلاق و صداقت تحقیق.

Ucko اصل فوق را که من آن را "قاعده سه" می نامم، در مقاله ای در آخرین کتاب از World Scientific در مورد تاریخ علم مواد بیان کرد. این کتاب توسط من ویرایش شده و قرار است سال آینده منتشر شود بین علم و صنعت: مؤسسات در تاریخچه تحقیقات مواد. این نهادها را نه تنها به عنوان آزمایشگاه های فیزیکی، بلکه به عنوان ساختارهای سازمانی، آموزشی و نظارتی مورد نیاز برای انجام تحقیقات در نظر می گیرد. این ساختار فراگیر به خواننده عام کمک می‌کند تا بدون پیش‌زمینه زیادی، تحقیق مواد را درک کند.

این کتاب برگرفته از دو جلد قبلی است. اولین - بین ساختن و دانستن - توسط مورخان ویرایش شد جوزف مارتین و کوروش مودی و نزدیک به 50 ابزار و تکنیک، از شبیه سازی و سانتریفیوژ تا منابع نور نوترون و سنکروترون را پوشش می دهد. جلد دوم – بین طبیعت و جامعه - توسط فیلسوف و مورخ علم ویرایش شده است برنادت بنسود-وینسنت و "داستان های زندگی" 15 ماده از جمله سیمان، شیشه، پلاستیک، لاستیک و خاک های کمیاب را ارائه می دهد.

مقاله Ucko در جلد سوم، جایی که او مرجع شکسپیر خود را بیان می کند، مجلاتی را بررسی می کند که برای مثال، از متالورژی به علم مواد تغییر شکل داده اند. این به مجلاتی می‌پردازد که از مجلات دیگر منشعب شده‌اند و همچنین مجلاتی را که به‌عنوان انتشارات فقط مواد متولد شده‌اند، بررسی می‌کند. همچنین دامنه وسیعی از مجلات را مورد بحث قرار می دهد که از مجلات اختصاص داده شده به یک زیر زمینه کوچک تا انتشارات با جذابیت وسیع را شامل می شود. حتی مجلات علم موادی وجود دارند که کلمه "مواد" را در نام خود ندارند.

همانطور که مقاله Ucko به ما یادآوری می کند، موضوع مجلات علم مواد بسیار پیچیده تر از آن چیزی است که به نظر می رسد، زیرا آنها نقش میانجی ایفا می کنند. اوکو به من گفت: «یک مجله تنها زمانی می‌تواند وجود داشته باشد که جامعه‌ای وجود داشته باشد که محتوای آن را بخواهد. اما همچنین از طریق تنوع مقالاتی که ارائه می کند، جامعه ای را ایجاد می کند. علاوه بر این، جوامع به حرکت خود ادامه می دهند و مجلات نیز باید با آن حرکت کنند."

این همه در نام است

یکی از راه‌هایی که مجله به جامعه‌ای که به آن خدمات می‌دهد شکل می‌دهد، نحوه صدور صورت‌حساب است که ممکن است با محتوای واقعی آن متفاوت باشد. Ucko گفت: "به سرمقاله راه اندازی نگاه کنید." "سرمقاله در شماره اول به شما می گوید که چگونه می خواهد خود را نشان دهد - چگونه می خواهد به صحنه بپرد." گاهی اوقات یک نشریه، مانند مجله انجمن شیمی آمریکا، علوم مواد زیادی را منتشر می کند اما در مورد خود با آن اصطلاحات صحبت نمی کند. مجلات دیگر مانند مواد طبیعت، در مورد دامنه خود صریح هستند.

یکی از راه‌هایی که مجله به جامعه‌ای که به آن خدمات می‌دهد شکل می‌دهد، نحوه صدور صورت‌حساب است که ممکن است با محتوای واقعی آن متفاوت باشد.

برخی از مجلات نیاز به تغییر جهت به علم مواد پیدا کرده اند، اما برای حرکت در مسیر جدید باید زمان صرف می کردند. بگیر Acta Materialia. متولد 1953 به عنوان Acta Metallurgica، تغییر نام یافت Acta Metallurgica et Materialia در سال 1990، و سپس تبدیل شد Acta Materalia در سال 1996. اوکو خاطرنشان کرد: "اما اینطور نیست که مجله به طور ناگهانی تغییر جهت داد و درهای خود را به روی تنوع جدیدی باز کرد." مطالب اولین شماره های پس از تغییر نام هنوز عمدتاً در مورد متالورژی و آلیاژها بود.

لین هابزیک فیزیکدان بازنشسته که قبلاً در مؤسسه فناوری ماساچوست بود، مدخلی در کتاب جوامع علم مواد نوشت. بسیاری از پویایی که Ucko برای مجلات توصیف می کند در اینجا نیز مشهود است. جوامع حرفه ای نیز میانجی هستند و به محققان کمک می کنند تا کار خود را انجام دهند و به آنها بفهمانند که چرا ارزش آن را دارد. هابز می نویسد، جوامع و مجلات نه تنها باعث می شوند که محققان بخواهند «به یک زبان صحبت کنند»، بلکه انجمنی را نیز فراهم می کنند که در آن برگزار می شود.

همانطور که مجلات علم مواد تغییر کرده اند، انجمن های حرفه ای علم مواد نیز تغییر کرده اند. همانطور که هابز اشاره می کند، برخی از آنها، مانند انجمن تحقیقات مواد، به همین ترتیب شروع کرد در حالی که دیگران در این زمینه دگرگون شدند. او خاطرنشان می کند، اما جوامع حرفه ای علم مواد غیرعادی هستند. در مقایسه با، مثلاً، فیزیک یا شیمی، آنها بیشتر بین رشته ای هستند و طیف وسیع تری از علایق علمی، تجاری و صنعتی را هماهنگ می کنند.

نقطه بحرانی

پس چرا قانون سه؟ به نظر من این است که چگونه علم مواد به طور ناگهانی در اواخر دهه 1950 به یک رشته به خودی خود تبدیل شد. یکی از آنها توسعه ابزارها، به ویژه میکروسکوپ های الکترونی بود که می توانستند برای مطالعه موادی که قبلاً متمایز بودند، مانند شیشه ها، فلزات یا سرامیک ها استفاده شوند. عامل دیگر تقاضای پس از اسپوتنیک برای مواد مناسب برای استفاده در موشک ها بود. یکی دیگر از اینها، یکپارچگی تدریجی مناطقی بود که قبلاً از هم جدا شده بودند توسط نظریه نقص و نابجایی.

تلاقی این عوامل به سرعت آموزش ندادن - و سازماندهی حمایت نهادی - برای علم مواد را به عنوان یک رشته واحد غیرقابل تصور کرد. اکثر مقالات در بین علم و صنعت تمرکز بر مؤسسات در نیمه دوم قرن بیستم، پس از اینکه علم مواد شروع به ضمانت مؤسسات تخصصی کرد. اما با توسعه مواد زیستی، نانومواد، و مواد دو بعدی و کوانتومی، و همچنین ترکیب مرز بین مواد "سخت" و "نرم"، چه کسی می‌داند که میدان بعدی به کجا خواهد رفت؟

تمبر زمان:

بیشتر از دنیای فیزیک