ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ મટિરિયલ એન્જિનિયરિંગ વિવિધ સામગ્રીના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરે છે અને તેને વાસ્તવિક જીવનમાં કેવી રીતે લાગુ કરી શકાય તેની શોધ કરે છે. વિદ્યાર્થીઓ ભૌતિક રસાયણશાસ્ત્ર, પ્રારંભિક મિકેનિક્સ, આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્ર અને વધુનો અભ્યાસ કરે છે અને અકાર્બનિક સેમિકન્ડક્ટર્સ, બાયોમટીરિયલ્સ અને ઓર્ગેનિક સેમિકન્ડક્ટર જેવા વિવિધ ક્ષેત્રોમાં સંશોધન કરે છે જેથી તેઓ તકનીકી નવીનતા તરફ દોરી જાય.
અત્યારે તમારી આસપાસ કઈ વસ્તુઓ છે? પેન્સિલ કેસ, નોટબુક, કપડાં, કોમ્પ્યુટર, ઘડિયાળો વગેરે તમામ વિવિધ સામગ્રીઓથી બનેલા છે અને તે આપણા રોજિંદા જીવનનો ભાગ છે. સામગ્રીઓ માનવ જીવન સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે, અને સામગ્રી વિજ્ઞાન અને એન્જિનિયરિંગ વિભાગ એ તેનો અભ્યાસ કરવાનું સ્થળ છે. ઉપકરણો અને સાધનો જે આપણા જીવનને વધુ અનુકૂળ અને સમૃદ્ધ બનાવે છે તે તમામ વિવિધ સામગ્રીના ગુણધર્મોનો સંપૂર્ણ ઉપયોગ કરવાના પરિણામ છે. સામગ્રીનો વિકાસ માનવ સંસ્કૃતિની પ્રગતિ સાથે સમાંતર વિકાસ થયો છે અને આધુનિક સમાજમાં તે વધુને વધુ મહત્વપૂર્ણ બની રહ્યો છે.
1900ના દાયકામાં, ધાતુશાસ્ત્ર, અકાર્બનિક મટિરિયલ એન્જિનિયરિંગ અને ફાઇબર પોલિમર એન્જિનિયરિંગના વિભાગો મર્જ કરવામાં આવ્યા હતા, અને 21મી સદીમાં, ડિપાર્ટમેન્ટ ઑફ મટિરિયલ એન્જિનિયરિંગની સ્થાપના કરવામાં આવી હતી, જેમાં નવી સામગ્રી સહિતની વ્યાપક શ્રેણીને આવરી લેવામાં આવી હતી. પુસાન નેશનલ યુનિવર્સિટી સિવાય અન્ય યુનિવર્સિટીઓમાં, વિભાગ 'નવી સામગ્રી એન્જિનિયરિંગ વિભાગ' તરીકે નોંધાયેલ છે, અને માત્ર નામનો તફાવત છે, પરંતુ તે બધા અભ્યાસના સમાન ક્ષેત્રોને આવરી લે છે. વિભાગનું સત્તાવાર નામ મટિરિયલ્સ સાયન્સ એન્ડ એન્જિનિયરિંગ છે, જે વિજ્ઞાન અને એન્જિનિયરિંગનું સંયોજન છે. તે વિવિધ સામગ્રીના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરે છે અને તેને વાસ્તવિક જીવનમાં કેવી રીતે લાગુ કરી શકાય તેની શોધ કરે છે.
ત્રણ વર્ષનો કાર્યક્રમ આંતરશાખાકીય છે. આનાથી અમુક ક્ષેત્રોમાં શીખવાની છીછરી ઊંડાઈ થઈ શકે છે, જેના કારણે લગભગ અડધા સ્નાતકો ગ્રેજ્યુએટ સ્કૂલમાં જાય છે. મુખ્ય માટે જરૂરી અભ્યાસક્રમોમાં ભૌતિક રસાયણશાસ્ત્ર એ મટિરિયલ એન્જિનિયરિંગ માટે મૂળભૂત છે, જ્યાં તમે ગિબ્સ મુક્ત ઊર્જા, તબક્કા સંતુલન અને વધુ વિશે શીખી શકશો. ગિબ્સ ફ્રી એનર્જી એ દબાણ અને તાપમાનની અમુક પરિસ્થિતિઓમાં પ્રતિક્રિયા આગળ વધી શકે છે કે કેમ તેનું સૂચક છે, જ્યારે તબક્કા સંતુલન એ ચોક્કસ દબાણ અને તાપમાન પર પદાર્થ ગેસ, પ્રવાહી અથવા ઘન છે કે કેમ તેનું સામાન્ય ચિત્ર છે. મિકેનિક્સનો પરિચય, ભૌતિક રસાયણશાસ્ત્રના સમાંતર અભ્યાસક્રમમાં, તમે બ્રિજ અને કેબલ્સ જેવા બંધારણોની સ્થિર ડિઝાઇન માટેની સૈદ્ધાંતિક પરિસ્થિતિઓ શીખી શકશો. ઉદાહરણ તરીકે, સસ્પેન્શન બ્રિજ બનાવતી વખતે, તેની સામે ટકી શકે તેવા દોરડાની લંબાઈ અને પુલના વજનની ગણતરી કરવા માટે પવનની સરેરાશ શક્તિ આપવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, પુલ વિવિધ સામગ્રીનો બનેલો હશે, અને જો તમે પરિશિષ્ટમાં દરેક સામગ્રીના ગુણધર્મો, જેમ કે થર્મલ વિસ્તરણના ગુણાંક અને સ્થિતિસ્થાપક સ્થિરાંકને શોધી કાઢો છો, તો તમે એ પણ શોધી શકો છો કે પુલ કેટલો હશે. તાપમાન અથવા બાહ્ય દબાણને કારણે વિકૃત. જ્યારે આપણે આ મોટા બંધારણોની મિકેનિક્સ શીખીએ છીએ, ત્યારે આપણે માઇક્રોસ્કોપિક ઘટના વિશે પણ શીખીએ છીએ, જેમ કે સેમિકન્ડક્ટર્સમાં ઇલેક્ટ્રોનની હિલચાલ, જે આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્ર વિશે છે. તે સ્યુડો-ઈલેક્ટ્રોન (Ψ) નામના ઈલેક્ટ્રોન કાર્યની વિભાવના રજૂ કરે છે, જે અવકાશ અને સમયમાં ઈલેક્ટ્રોનની સ્થિતિનું વર્ણન કરે છે અને આ કાર્યનો ઉપયોગ ઈલેક્ટ્રોનની હિલચાલની શક્યતાનો અભ્યાસ કરવા માટે કરે છે. આ ખ્યાલોનો ઉપયોગ કરીને, વિદ્યાર્થીઓ સેમિકન્ડક્ટર્સમાં ઇલેક્ટ્રોન ચળવળની ઘટનાનું વિશ્લેષણ કરે છે અને સિદ્ધાંતો શીખે છે જે તેમની કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરી શકે છે.
મટિરિયલ એન્જિનિયરિંગ વિભાગમાં અભ્યાસનો વ્યાપ ઘણો વ્યાપક છે. તે સામગ્રીના મૂળભૂત ગુણધર્મોને સમજવાથી શરૂ થાય છે અને પછી નવી સામગ્રી કેવી રીતે વિકસાવવી અને લાગુ કરવી તે શોધે છે. ઉદાહરણ તરીકે, નવી સામગ્રી જેમ કે કાર્બન નેનોટ્યુબ્સમાં તેમની અનન્ય શક્તિ અને વિદ્યુત ગુણધર્મોને કારણે સંભવિત એપ્લિકેશનોની વિશાળ શ્રેણી છે. વધુમાં, સ્વ-હીલિંગ મટિરિયલ્સ જેને સ્માર્ટ મટિરિયલ્સ કહેવાય છે અને મેમરી એલોયને આકાર આપે છે, જે ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં સ્વયંભૂ વિકૃત અથવા નુકસાનને સુધારવાની ક્ષમતા ધરાવે છે, ભવિષ્યની નવીન તકનીકોમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે તેવી અપેક્ષા છે.
સામગ્રી વિજ્ઞાન અને એન્જિનિયરિંગ વિભાગમાં, વિદ્યાર્થીઓ વિવિધ ક્ષેત્રો વિશે જાણવા માટે વિવિધ વૈકલ્પિક અભ્યાસક્રમો લઈ શકે છે, પરંતુ સૌથી વધુ લોકપ્રિય ક્ષેત્રોમાંનો એક અકાર્બનિક સેમિકન્ડક્ટર છે. સેમિકન્ડક્ટર્સની અંદર, અકાર્બનિક સેમિકન્ડક્ટર્સ અને ઓર્ગેનિક સેમિકન્ડક્ટર્સ છે, જેમાં 2000 ના દાયકાથી અકાર્બનિક સેમિકન્ડક્ટર પરંપરાગત રીતે મજબૂત છે. આ ક્ષેત્રમાં, વિદ્યાર્થીઓ સેમિકન્ડક્ટર્સનો અભ્યાસ કરે છે જે ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં જાય છે અને તેમની કાર્યક્ષમતા કેવી રીતે વધારવી તે શીખે છે, અને લગભગ 77% સ્નાતક વિદ્યાર્થીઓ તેમની પીએચ.ડી.ની કમાણી કર્યા પછી ઇલેક્ટ્રોનિક્સ કંપનીઓમાં જોડાય છે. આ લેબમાંથી ડિગ્રી મેળવે છે, અને ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ મટિરિયલ્સ સાયન્સ એન્ડ એન્જિનિયરિંગની લેબ દર વર્ષે કોરિયામાં સૌથી વધુ પેપર બનાવે છે.
21મી સદીમાં, વલણો દર વર્ષે ઝડપથી બદલાય છે, અને અમુક ક્ષેત્રો લોકપ્રિય બને છે અને પછી ત્યજી દેવામાં આવે છે, જ્યારે અન્ય ઓળખાતા નથી અને અચાનક મુખ્ય ક્ષેત્રો બની જાય છે. તેથી, અંડરગ્રેજ્યુએટ પણ ઘણીવાર મૂંઝવણમાં હોય છે કે કયા મુખ્યને અનુસરવું, પરંતુ બે ક્ષેત્રો જે તાજેતરમાં વધી રહ્યા છે તે છે બાયોમટીરિયલ્સ અને ઓર્ગેનિક સેમિકન્ડક્ટર. બાયોમટીરિયલ્સના કિસ્સામાં, વિદ્યાર્થીઓ બાયોમેડિકલ સામગ્રીઓ વિશે શીખે છે જેમ કે કૃત્રિમ સાંધા અને પ્રત્યારોપણ, તેમજ કાર્યાત્મક બાયોટેકનોલોજી, જે શરીરમાં કેન્સરના કોષોને શોધવા અને નાશ કરવા માટે જવાબદાર છે, વગેરે. ઓર્ગેનિક સેમિકન્ડક્ટરનો ઉપયોગ ડિસ્પ્લેના તમામ પાસાઓમાં થાય છે. AMOLEDs, જે આજના ઉપકરણોના લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ છે. વધુમાં, ઘણા ભાવિ ઉપકરણો કાર્બનિક પ્રકાશ ઉત્સર્જન કરતી સામગ્રીનો ઉપયોગ કરીને પ્રવાહી સ્ફટિકોની સ્પષ્ટતા સુધારવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, તેથી ઘણા સ્નાતક વિદ્યાર્થીઓ આ ક્ષેત્રમાં અભ્યાસ કરી રહ્યા છે. હું ગ્રેજ્યુએટ સ્કૂલમાં ઓર્ગેનિક સેમિકન્ડક્ટર્સનો અભ્યાસ ચાલુ રાખવાની પણ યોજના કરું છું.
સમય ખૂબ જ ઝડપથી બદલાઈ રહ્યો છે, અને આને અનુકૂલન કરવા માટે, ડિપાર્ટમેન્ટ ઑફ મટિરિયલ્સ સાયન્સ એન્ડ એન્જિનિયરિંગ નવા વલણો સાથે વૈકલ્પિક અભ્યાસક્રમોના સ્પેક્ટ્રમને વિસ્તૃત કરી રહ્યું છે. મને લાગે છે કે વિભાગની લવચીકતા તેની સૌથી આકર્ષક વિશેષતાઓમાંની એક છે, કારણ કે તે વિદ્યાર્થીઓને વિવિધ ક્ષેત્રોની તપાસ અને અભ્યાસ કરવાની મંજૂરી આપે છે. મટિરિયલ એન્જિનિયરિંગ વિભાગના વિદ્યાર્થીઓ સતત બદલાતા તકનીકી વાતાવરણમાં નવા પડકારોનો સામનો કરીને મટિરિયલ સાયન્સ અને એન્જિનિયરિંગની સીમાઓને આગળ ધપાવે છે. જેમ કે, વિભાગ ભવિષ્યની તકનીકી નવીનતાઓને આકાર આપવામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, અને વિદ્યાર્થીઓને આ ફેરફારો સાથે ચાલુ રાખવા માટે શીખવાનું અને સંશોધન કરવાનું ચાલુ રાખવાની તક મળે છે.
