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材料科学与工程，英文全称Materials Science and Engineering，是一门跨学科专业，融合了材料化学、应用物理、化学、固体物理等理科学科，以及化学工程、机械工程、土木工程等工科学科。研究重点在于材料的合成、制备、结构、性能、应用等。其核心在于探究不同成分、状态的材料组织对使用性能的影响。

材料科学与工程专业分支丰富多样，主要分为以下几个方向：

1. **金属材料**：聚焦金属材料制备工艺及其原理的探索，研究成果直接应用于生产实践。适合申请的学生包括国内冶金材料或材料加工专业的学生。

2. **高分子材料**：主要研究橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料的制备、表征、加工、形貌、特性。本科高分子材料、化学、化工等方向的学生较为适合。

3. **无机非金属材料**：涉及水泥、玻璃、光导纤维、非金属矿、绝缘材料、陶瓷材料等的研究。适合对这些材料感兴趣的申请者。

4. **电子、光学与磁性材料**：主要研究半导体材料和器件、光电子材料和器件、磁性薄膜材料和器件、薄膜生长、表面和界面的电子特性、微电子加工技术。适合有电气工程、光电材料背景的学生。

5. **能源材料**：研究太阳能电池、能量存储、材料选择、能量转换、固态元件和能量转换、材料的能量存储、能源和材料政策制定、未来能源系统材料。适合有能源背景的学生。

6. **生物材料**：研究碳纳米管合成、自然材料特性、无机材料合成、有机和生物材料化学、材料加工、材料热力学、生物应用材料、分子细胞和生物力学、材料力学和生物材料、材料成像。适合对生物医学材料感兴趣的申请者。

7. **纳米材料和纳米复合材料**：广泛应用于航空航天、国防、交通、体育等领域。适合对纳米技术感兴趣的申请者。

8. **复合材料**：由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学方法组成，形成具有新性能的材料。适合理解材料性能互补性，追求材料性能优化的学生。

9. **计算机材料科学**：涉及材料组成、结构、性能、服役性能的计算机模拟与设计，更偏理论研究。要求申请者具备数学、线性代数、统计学背景，且有相关项目经验。

顶尖的材料科学与工程专业排名如下：

1. **麻省理工学院**（Massachusetts Institute of Technology）

2. **斯坦福大学**（Stanford University）

3. **加州大学伯克利分校**（University of California—Berkeley）

4. **加州大学圣塔芭芭拉分校**（University of California—Santa Barbara）

5. **伊利诺伊大学香槟分校**（University of Illinois—Urbana-Champaign）

6. **加州理工学院**（California Institute of Technology）

7. **佐治亚理工学院**（Georgia Institute of Technology）

8. **密歇根大学安娜堡分校**（University of Michigan—Ann Arbor）

9. **康奈尔大学**（Cornell University）

祝愿所有申请者都能获得理想的结果！