1. 专业简介
高分子化学,(英语:Polymer chemistry)又称“聚合物化学”,是研究高分子的结构、合成和反应的科学,是化学的一个分支。
通常高分子根据生成它单体的名称,如乙烯聚合生成的高分子称为聚乙烯,丙烯聚合生成的高分子称为聚丙烯。聚合反应过程可分为均相、多相聚合,多相聚合分为乳液、分散、沉淀聚合。
2. 常申请方向
1 高分子材料和聚合物Polymer
高分子材料是当今世界发展最迅速的产业之一,高分子材料已广泛应用到电子信息、生物医药、航天航空、汽车工业、包装、建筑等各个领域。研究内容包括活性聚合、新材料的合成与开发、聚合物结构与性能、反应性加工、先进复合材料及应用、超细材料及纳米材料、生物材料、新型功能材料、化学建材和化学纤维等。
最近几年高分子材料的发展非常迅速,有很多美国大学都在高分子的研究领域投入了巨大的科研力量,这个领域不像金属材料,经过上百年的发展已经到了非常成熟的地步。高分子的兴起才几十年,研究成果层出不穷,高分子导电,软光刻技术的发展对电子工业的发展起到了巨大的推动作用。
这个方向的竞争还是比较大的。一般来说需要有物理或者化学以及跟高分子交叉的专业背景,平均分情况是:GPA >3.4, GRE Q>160, TOEFL>88(美国牛校会比平均分高)。 研究生申请高分子材料PhD, Research Experiences 和Internship 会比申请者硬件条件更重要,所以硬件条件一般的学生可以在Research Experiences, Internship, Paper 上多下功夫。本科生申请PhD,要在保证硬件条件很好的情况下,尽可能的去多进实验室做项目,为自己的Resume 积累素材。关于奖学金,PhD 的拿奖率大于Master,所以学习时间会比较长,但是这个专业的回报率还是比较高的。就业方面可以从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作。
2 高分子化学Polymer Chemistry
高分子(macromolecule)也常称聚合物(polymer),指由许多单元组成的大分子,这些单元可以是具有相似或完全相同的结构,或是由完全不同但能互相生成共价键的有机化合物相互之间连接形成长链结构。高分子由小分子经聚合反应生成,聚合生成高分子的小分子被称为单体(monomer)。从链的形状,分三类:
直链高分子:结构最简单,由许多单体分子一个接一个连接而成的长链分子;
支化高分子:长链带有与其相比较短的分枝;
交联高分子:高分子链之间由支链连接起来,形成网状。
高分子合成的主要任务是研究单体生成高分子的聚合反应过程。聚合反应可分为两类:
链式聚合:单体经引发后形成具有反应活性中心的链,而后该活性中心攻击其它单体将其结合,链经反应不断增长,至一定长度后被终止。
逐步聚合:单体转变成聚合物的反应是逐步进行的。主要包括两大类:第一类是逐步缩合聚合反应;第二类是逐步加成聚合。
高分子虽然分子量很高,但它们具有的官能团,反应性能受两种因素影响:
高分子是长链结构,这个长链是曲折的蜷曲形。有规则的蜷曲(折叠)成晶态;无规则的蜷曲成非晶态。
高分子的分子之间堆砌在一起。有规则堆砌成规整的晶态;无规则的堆砌成非晶态。规整结构中分子紧密,试剂不易侵入,官能团不易起反应;不规整结构中分子疏松,试剂易侵入,官能团易起反应。
多数线型高分子,可在相应溶剂中溶解。高分子溶液是真溶液,不是以前认为的胶体溶液。高分子是长链结构,在流动时相互阻滞,是粘稠的。一般分子链愈长,粘度愈大。当光束通过溶液时,由于高分子比较大,可发生散射。高分子远比溶剂分子重。在超高速离心下,高分子移动比溶剂分子快,扩散比溶剂分子慢。利用这些性能,可测定其分子量。研究高分子溶液,还可推测高分子的形态、结构等。
3 胶体、聚合物及表面Colloids, Polymers, and Surfaces
化学角度、从微观和本质上系统探讨了胶体分散体系的性质和宏观现象。胶体分散体系的特性、胶体化学的研究内容以及胶体的制备和纯化。与胶体动力性质有关的渗透、扩散和沉降现象。胶体的三大稳定理论,以及电解质、聚合物对胶体的聚沉机理和聚沉动力学。表面活性剂的分类、表面活性剂溶液中的胶团形成及其增溶作用、表面活性剂在液—液界面和固—液界面上的吸附等。常见流型的流变行为,以及影响胶体、粗悬浮液粘度的因素。
化工产品制造和工艺开发通常需要涉及纳米粒子、大分子和界面等复杂流体的应用,因此化工产品制造和工艺开发中的质谱所需的课程工作与许多行业相关。例子包括从事纳米技术、涂料和颜料、制药、表面活性剂产品、化妆品、纸浆和纸张、油墨、食品科学、环境科学、农产品、聚合物/先进材料和生物材料的行业。
(院校和专业选择一定要看课程设置,有偏实验研究的,有偏理论研的)
3. 申请要求
1 专业背景
最好具备本科化学的学位,或者与化学相关的学位,例如药学,生物,医学,化工,材料等。非化学专业或相关背景的学生,如果希望申请化学,需要满足学校的先修课要求, 并且最好考GRE SUB Chemistry。
无论申请化学专业硕士或博士的项目,申请者需提供GRE与托福/雅思成绩。许多学校还会要求学生提供GRE Subject 化学/生物/物理/工程学科的成绩。就硕士项目而言,学生可以选择thesis或non-thesis的program,但是一般不会获得奖学金资助,或仅有少量的奖学金。大多数博士项目都会给学生提供RA与fellowship奖学金。整体而言,化学专业的申请难度较大,大多数录取学生拥有较好的学校背景(985&211,GPA>3.5/4.0),GRE320+,托福100+。许多项目在要求学生拥有坚实的学科基础之外,还应具备一定的研究能力或科研经历。
2先修课要求
M.S. 申请人的先修课一般有物理化学,有机化学,分析化学,生物化学/无机化学。
4.就业分析
正常而言,学习化学专业出路在于要么研究性的道路走到底,去研究院,多是研发和使用一些制剂或与化学相关的器具。研究需付出极大的心力,研究和工作压力都不小。要么就是进高校做faculty。再者就是毕业后去工业界,理论上,目标单位主要是制药公司(适合有机化学,分析化学),如:辉瑞,礼来等著名企业,主要是制作塑料、人造材料的药物、香皂、肥料、杀虫剂、涂料、工业化学等;分析仪器公司(适合分析化学)、建筑、工程以及相关的领域,从事测试设计包装,物质合成,把握环境兼容性等,相对而言,无机化学,物理化学,生物化学的就业面就会窄一些。但对于高级化学人才,有很多大公司还是需要的,比如杜邦,陶氏化学,GE,英国石油,壳牌,爱克森美孚等。如果希望将来毕业之后能去top跨国制药公司,读书期间就要注意积累很多技能,比如写作、语言、参加行业学术研讨会、认识行业内人士等以此来积累自己的人脉和硬实力。除此之外,top的化学项目毕业生也会选择咨询业作为工作方向,像摩根大通,花旗,汇丰等投行的投资部需要具有相应科学背景的人才加入团队,目的在于提高风险评估时的客观性和全面性。
以石溪大学的博士就业去向举例,一般化学专业毕业有以下几个去向:
1.制药厂
2.医疗设备公司
3.研究所,实验室等
4.走学术道路(读博士,中学教师,高校等)
5.常申院校列表(硕士)
1 西北大学
2 康奈尔大学
3 密歇根大学安娜堡分校
4 北卡罗来纳大学教堂山分校
5 佐治亚理工学院
6 卡耐基梅隆大学
7 凯斯西储大学
8 南加州大学
9 加州大学圣地亚哥分校
10 乔治城大学
11 维克森林大学
12 加州大学戴维斯分校
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