Agham ng mga materyal

Ang agham ng mga materyal, agham na pangmateryal, agham na pangmateryales, o agham ng materyales (Ingles: materials science), na kilala rin na inhinyeriyang pangmateryales o inhinyeriyang pangmateryal (Ingles: materials engineering) ay isang interdisiplinaryong larangan kung saan may kinalaman sa pagtuklas at pagdisenyo ng mga bagong materyales. Kahit na ito ay bagong pang-agham na larangan na may kinalaman sa pag-aaral ng mga paradigmo ng mga materyales (pagbubuo, kayarian, katangian, at pagsasagawa), ang pinagmulan nitong intelektwal ay umuusbong sa larangan ng kimika, mineralohiya, at inhinyeriya sa kasagsagan ng Kaliwanagan. Sinasama nito ang mga elemento ng pisika at kimika at pinangungunahan nito ang pananaliksik sa larangan ng nanoscience at nanotechnology. Sa mga nagdaang taon, ang agham ng mga materyales ay naging mas kilala bilang isang mas partikular na larangan ng agham at inhiyeriya.

Kasaysayan

Ang mas pinipiling materyal ng isang ibinigay na kapanahunan ay kadalasang nagiging mahalagang paksa. Ang mga pariralang katulad ng Panahon ng Bato, Panahon ng Tanso at Panahon ng Bakal ay mabubuting mga halimbawa. Orihinal na humahango magmula sa pagmamanupaktura ng seramiks at sa ipinapalagay na kahanguan na metalurhiya, ang agham na pangmateryal ay isa sa pinakamatandang mga uri ng inhinyeriya at nilapat na agham. Tuwirang umunlad ang makabagong agham na pangmateryal magmula sa pagmimina at (maaaring) mula sa seramiks at sa paggamit ng apoy. Isang pangunahing pananagumpay sa pag-unawa ng mga materyal ay naganap noong kahulihan ng ika-19 daantaon, noong ipinamalas ng Amerikanong siyentipikong si Josiah Willard Gibbs na ang mga katangiang termodinamiko na may kaugnayan sa kayariang atomiko sa loob ng sari-saring mga hakbang ng pagbabago ay mayroong kaugnayan sa mga katangiang pisikal ng isang materyal. Ang mahahalagang mga elemento ng makabagong agham na pangmateryal ay isang produkto ng unahang pangkalawakan (karerang pangkalawakan): ang pag-unawa at inhinyeriya ng mga haluang metal, at ng mga materyal na silika at karbon, na ginagamit sa pagbubuo ng mga sasakyang pangkalawakan na nakapagbibigay ng kakayahan upang magalugad ang kalawakan. Ang agham ng mga materyal ay nakapaglunsad, at nailunsad ng, pagpapaunlad ng mga teknolohiyang rebolusyonaryo na katulad ng mga plastik, mga semikonduktor, at mga biyomateryal.
Bago sumapit ang dekada ng 1960 (at sa ilang mga kaso noong pagkaraan ng mga dekadang sumunod), maraming mga kagawaran ng "agham na pangmateryal" ay napangalanang mga departamento ng "metalurhiya", magmula sa pagbibigay ng diin sa mga metal noong ika-19 daantaon at kaagahan ng ika-20 daantaon. Magmula noon ang larangan ay lumawak na upang ibilang ang bawat isang uri ng mga materyal, kabilang na ang seramiks, mga polimero, mga semikonduktor, mga materyal na mababalani, mga materyal na implantang pangmedisina at mga materyal na biyolohiko (materiomiks).
Ang batayan ng agham ng mga materyales ay ang pag-aaral ng kayarian ng mga materyales, at pag-uugnay nila sa kanilang mga katangian. Kapag alam na ng isang dalub-agham ng materyales ang ugnayan ng kayarian at katangian nito, siya ay maaari nang makapag-aral ng relative performance ng isang materyales sa isang aplikasyon. Ang pangunahing tumutukoy sa kayarian ng isang materyales at sa gayon ang mga katangian nito ay ang mga kemikal na elemento at ang paraan kung paano ito prinoseso sa pangwakas nitong anyo. Ang mga katangian, kung paano nito pinagsama-sama at pinag-uugnay sa pamamagitan ng mga batas ng termodinamika at kinetika ay namamahala sa kayarian ng isang materyal at sa gayon ang mga katangian nito.