最跨学科的物理科学
在F&M，我们认识到材料的研究可以带来新的能源，新的设备和材料，新的方法来表征物质，或更复杂的理解物质和我们的环境。
我们也认识到，正是物质的原子结构和物质性质之间关系的基本原理，使我们能够理解如何为未来设计新材料，并继续我们对物质本质的基本理解。而且，我们学习如何利用这些见解来制造新设备，了解古代文化使用的材料，了解数百万年前地壳中发生的过程，或者仅仅是理解为什么在地壳中发现了某些化合物(并利用了它们的用途)，而其他类似的化合物只存在于我们的实验室中。
我们有幸拥有化学系、物理系和地球与环境(地质)系的成员，他们的研究涉及到材料的研究。
以下是教师研究页面的链接:
我们更幸运的是，有学生参与了这项研究，并且由于该领域固有的巨大广度，毕业时对物质的本质有了多方面的理解，并掌握了利用这种理解的方法。这些学生也成为研究成果的共同作者，更重要的是，他们成为跨学科学者社区的一部分。他们在小组会议、全国会议上分享他们的发现，并在与同行的正式对话中分享他们的激情。
学生合著者最近发表的论文如下:
Freund, c;Wishard, a;Brenner, R.， Sobel, M.;Mizelle, j .;金,a;Meyer博士;含硫醇有机分子对硫铁矿上钼吸附的影响。地球化学与宇宙化学学报，2016,14(4):222-235。
约德，c.h.;克里斯蒂，e.l.;Morford, J. L. 95结构对钼酸盐与羟基羧酸配体络合的影响的Mo NMR研究。多面体，2015,DOI: 10.1016/j.poly.2015.09.009。
Morford j.l.;马丁，w.r.;卡尼，c.m.。含氧量高的底水沉积物中的铀成岩作用。地球化学与宇宙化学学报，2009,73,2920-2937。
Morford j.l.;马丁·w·r;弗朗索瓦·r·;基于沿海地区结果的海洋沉积物中铀、铼和钼成岩作用模型。地球化学与宇宙化学学报，2009,73,2938-2960。
戈登伯格，j.e.;枯萎,z;Schermerhorn, d.v.， pasteis, j.d.;碳酸盐磷灰石中掺入水的结构效应。矿物学，2015,100,274-280。
约德，c.h.;帕斯特里斯，j.d.;伍斯特，k.n.;碳化羟基磷灰石和氟磷灰石中的结构水:固体2H核磁共振的证实。国际钙化组织杂志，2012,29(1):60-67。
约德，c.h.;戈特利布，n.r.;化学计量学相关的天然和合成双盐的相对稳定性。矿物学，2010,95,47-51。
学生的故事
Ryan Brenner的故事
瑞安·布伦纳是一名来自加州帕洛阿尔托的优秀高中生，他对化学很感兴趣。在他进入F&M大学的第一年之前，他得到了一个Moore-Schaeffer导师的职位，并在她的实验室里和Jennifer Morford教授一起呆了几个星期。在此期间，Ryan完成了CHM221化学分析课程的实验室实验开发，这是一门大三和大四化学专业的典型课程。Ryan协助了数据的最终汇编，并且是发表在《化学教育杂志》上的论文的主要作者。Ryan在随后的两个夏天和一个学期里回到Morford博士的工作中，专注于更好地了解海洋环境中的钼。他一直表现出他可以独立工作，并且对自己的研究有很强的主人翁精神。他的研究结果是对2016年发表的一篇论文的重要补充，他是该论文的合著者。为了参加哥伦比亚大学的双学位工程项目，Ryan在F&M完成了三年的化学专业，在那里他攻读了化学工程专业。在哥伦比亚大学期间，他还参与了学校的方程式SAE大学赛车设计比赛团队。
詹妮弗·戈登伯格的故事
詹妮弗·戈登伯格(Jennifer Goldenberg)的高中学历非常出色:高GPA，优异的sat成绩，老师的推荐信，“年度学生公民”，显然对化学很感兴趣。她获得了Moore-Schaeffer导师的邀请来到F&M。她接受了约德实验室为期四周的研究，然后在学年期间每周进行约五个小时的研究，并在另外四个夏天进行磷灰石家族成员的结构和取代模式的研究(磷灰石是我们骨骼和牙齿的主要无机成分)。在她的高级独立学习期间，她完成了一项关于“碳酸磷灰石中结合水的结构效应”的研究。在这一点上，珍妮弗能够独立工作，并成为一篇关于这些结果的论文的主要作者{Goldenberg, j.e.;枯萎,z;Schermerhorn, d.v.， pasteis, j.d.;(1)、Yoder, C. H.碳酸盐磷灰石中溶解水的结构效应，美国矿物学家，2015,100,274-280。)到她毕业的时候，她已经是两本出版物的合著者了。然后她决定追求她在工程方面的兴趣，并被哥伦比亚大学录取为生物医学工程硕士研究生。在哥伦比亚大学，詹妮弗是一名优秀的学生，她还设法从事研究和其他活动，比如为一家初创公司撰写提案。
在F&M从事材料研究的学生所就读的研究生院:
西北大学宾夕法尼亚州立大学哥伦比亚大学工程学院俄勒冈州立大学杜兰大学伊利诺伊大学芝加哥大学华盛顿大学特拉华大学
我们在材料科学领域所做的很多工作都使用了传统上属于另一门学科的技术和理论。例如，新型光伏电池的开发需要理解能带理论，这是一种用于理解金属特性的模型，传统上是物理学的一部分。同样，从矿物前体中开发新型催化剂需要了解固溶体，这通常是地质学家的工作范围。我们的工作要求我们在内部相互合作，并在外部与其他机构的科学家合作，例如:
- 圣路易斯的华盛顿大学
- 伍兹霍尔海洋研究所
- 北德克萨斯大学
- 密歇根大学
- 弥赛亚大学
- 佛蒙特大学
- 伊莉莎白学院
- Eckerd大学
- 南佛罗里达大学
- 瑞士联邦理工学院(ETH Zurich)
- 凯斯西储大学
以下课程是化学、物理、地球与环境的核心内容:
222年化学加工。无机化学:结构与稳定性
GEO 321。矿物学
442年体育。凝聚态物理
分析材料的方法各不相同，但有一些共同的特点。一些分析方法，如质谱(MS)、原子吸收(AA)、电感耦合等离子体原子发射(ICP-AES)和x射线粉末衍射(XRPD)被设计用于获得元素组成，而扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和隧道电子显微镜(TEM)被设计用于研究固体的表面特征。其他技术——固态核磁共振(NMR)、Mössbauer光谱学、电子自旋共振(ESR)和红外或拉曼光谱——提供了材料中原子如何相互结合的信息。
最后，材料科学家经常关心材料的整体性能——吸附其他材料的能力、表面积、磁化率、电导率、热特性等。
F&M公司可提供以下用于材料研究的仪器:
- 原子力显微镜
- 扫描隧道电子显微镜
- 扫描电子显微镜
- 透射电子显微镜
- x射线粉末衍射
- x射线Fluoresence
- 电感耦合等离子体发射光谱学
- 红外光谱法
- 紫外可见光谱
- 荧光测定法
- 差示扫描量热法
- 热重分析
- 电化学分析仪/稳压器
- 核磁共振:溶液、固体、VT和低频探头
教职员工也有合作，并持续使用其他机构的仪器:
- 宾夕法尼亚州立大学材料实验室
- 伍兹霍尔海洋研究所和南佛罗里达大学的ICP-MS分析，以确定微量元素的浓度
- 阿贡国家实验室扩展x射线吸收精细结构(EXAFS)和x射线吸收近边缘结构(XANES)分析，用于探测特定元素周围的局部结构
材料化学顶点课程CHM412，由学生合作撰写的在线教科书《材料化学表征导论》(Introduction to Materials Characterization on Chemistry)出版。我们将在课程的未来迭代中继续改进此资源。
基础教材:很好地处理材料相关主题的一般基础教材:
Arthur B. Ellis, margaret J. Geselbracht, Brian J. Johnson, George C. Lisensky, William R. Robinson，《普通化学教学:材料科学伴侣》，牛津大学出版社，牛津，1998年。
David W. Oxtoby, Norman H. Nachtrieb和Wade A. Freeman《化学》;《变化的科学》第二版，桑德斯学院出版社，费城，1994年。20-23章，25-26章。
固态/晶体学/能带理论/器件
安东尼·韦斯特，《固态化学及其应用》，约翰·威利父子公司，纽约，1984年。
S. M. Sze，“半导体器件物理学”第二版，John Wiley & Sons，纽约，1981年。
Robert F. Pierret，“先进半导体基础”固态器件模块系列，第6卷，第2版，普伦提斯霍尔，2002年。
F. Albert Cotton，《群论的化学应用》第三版，John Wiley & Sons，纽约，1990年。
电化学
Allen Bard和Larry Faulkner“电化学方法:基础和应用”第二版，John Wiley & Sons，纽约，2001年。
Donald T. Sawyer, Andrzej Sobkowiak, Julian L. Robers，“化学家的电化学”第二版，John Wiley & Sons，纽约，1995年。
纳米材料
C. B. Murray, C. R. Kagan和M. G. Bawendi“单分散纳米晶体和紧密排列纳米晶体组件的合成和表征”，年刊。启板牙。科学通报，2000,30,545-610。
有机材料
Jean Roncali，“共轭聚噻吩:合成、功能化和应用”，化学。Rev.， 1992,92,711 -738。
Serap g
混合材料器件
脉冲