Umweltwissenschaft
Die Umweltchemie nutzt die anorganische Chemie, um zu verstehen, wie die unbelastete Umwelt funktioniert, welche Chemikalien in welchen Konzentrationen in der Natur vorkommen und mit welchen Auswirkungen. Sie ermitteln auch die Auswirkungen von Zusatzstoffen, wie z. B. Düngemitteln, auf natürliche Prozesse. Die US-Umweltschutzbehörde U.S. Environmental Protection Agency und andere Behörden erkennen und identifizieren die Art und Quelle von Schadstoffen.
Zu den Unternehmen, die sich auf die Umweltwissenschaften konzentrieren, gehören CH2M Hill, Bechtel, Veolia, URS Corporation, Black & Veatch, Tetra Tech, Energy Solutions und Regierungsbehörden wie die U.S. Environmental Protection Agency (EPA). Diese Unternehmen untersuchen die chemischen und biochemischen Phänomene, die an natürlichen Orten auftreten. Sie nutzen die Atmosphären-, Wasser- und Bodenchemie sowie die analytische Chemie.
Fasern und Kunststoffe
Fasern sind Materialien, die aus kontinuierlichen Fäden oder diskreten, länglichen Stücken bestehen, ähnlich wie Fadenlängen. Sie sind wichtig für eine Vielzahl von Anwendungen, einschließlich des Zusammenhaltens von Geweben in Pflanzen und Tieren. Es gibt viele verschiedene Arten von Fasern, darunter Textilfasern, Naturfasern und synthetische oder vom Menschen hergestellte Fasern wie Zellulose, Mineral-, Polymer- und Mikrofasern. Fasern können zu Filamenten, Schnüren oder Seilen gesponnen werden, als Bestandteil von Verbundwerkstoffen verwendet werden oder zu Blättern verfilzt werden, um Produkte wie Papier herzustellen. Fasern werden oft bei der Herstellung anderer Materialien verwendet. Die stärksten technischen Materialien werden im Allgemeinen als Fasern hergestellt, z. B. Kohlefaser und ultrahochmolekulares Polyethylen. Synthetische Fasern können im Vergleich zu Naturfasern oft billig und in großen Mengen hergestellt werden, aber Naturfasern haben Vorteile bei einigen Anwendungen, vor allem bei Kleidung.
Kunststoff ist einer aus einer breiten Palette von synthetischen oder halbsynthetischen organischen Feststoffen, die bei der Herstellung von Industrieprodukten verwendet werden. Kunststoffe sind typischerweise Polymere mit hoher Molekülmasse und können andere Substanzen enthalten, um die Leistung zu verbessern und/oder die Produktionskosten zu senken. Monomere von Kunststoffen sind entweder natürliche oder synthetische organische Verbindungen.
Thermoplaste sind Kunststoffe, die beim Erhitzen keine chemische Veränderung in ihrer Zusammensetzung erfahren und daher immer wieder geformt werden können; Beispiele sind Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid und Polytetrafluorethylen. Die Rohstoffe für die Herstellung der meisten dieser Kunststoffe stammen aus Erdöl und Erdgas.
Aufgrund der relativ geringen Kosten, der einfachen Herstellung, der Vielseitigkeit und der Wasserundurchlässigkeit werden Kunststoffe in einer Vielzahl von Produkten verwendet, von der Büroklammer bis zum Raumschiff. Daher konzentrieren sich viele aktuelle Arbeiten auf die Herstellung von photochemisch abbaubaren oder anderen umweltfreundlicheren Versionen.
Beispiele für Unternehmen, die sich auf Fasern und Kunststoffe konzentrieren, sind Albemarle, Bayer, Celanese, The Dow Chemical Company, Eastman Chemical Company und DuPont.
Mikrochip
Chemie und Materialwissenschaft ermöglichen die Herstellung von anorganischer Elektronik mit hoch geordneten Schichten und Grenzflächen, die organische und polymere Materialien nicht bieten. Die präzise Steuerung der Oberflächenzusammensetzung führt zu Mikrochips mit spezifischen, gewünschten Eigenschaften.
Ein integrierter Schaltkreis oder monolithisch integrierter Schaltkreis (auch IC, Chip oder Mikrochip genannt) ist ein elektronischer Schaltkreis, der durch die strukturierte Abscheidung (oder Diffusion) von Spurenelementen in die Oberfläche eines dünnen Substrats aus Halbleitermaterial hergestellt wird. Zusätzliche Materialien werden abgeschieden und strukturiert, um Verbindungen zwischen den Halbleiterbauelementen zu bilden.
Integrierte Schaltungen werden heute in praktisch allen elektronischen Geräten verwendet und haben die Gesellschaft revolutioniert. Computer, Mobiltelefone und andere digitale Geräte sind aus der Struktur moderner Gesellschaften nicht mehr wegzudenken, was durch die niedrigen Produktionskosten integrierter Schaltungen ermöglicht wird.
Integrierte Schaltungen werden auch für sensorische Anwendungen in medizinischen Implantaten und anderen bioelektronischen Geräten entwickelt. Diese Umgebungen erfordern spezielle Versiegelungsstrategien, um Korrosion oder biologischen Abbau der exponierten Halbleitermaterialien zu vermeiden.
Beispiele für Unternehmen, die sich auf Mikrochips konzentrieren, sind Intel, Hitachi, AMD, Agilent, Alcatel-Lucent, STMicroelectronics, IBM, Texas Instruments, Rohm Semiconductor und Samsung Semiconductor,
Bergbau, Erze und Metalle
Bergbau beinhaltet die Gewinnung von wertvollen Mineralien oder anderen geologischen Materialien aus der Erde oder aus einem Erzkörper, einer Ader oder einem Flöz. Zu den durch Bergbau gewonnenen Materialien gehören unedle Metalle, Edelmetalle, Eisen, Uran, Kohle, Diamanten, Kalkstein, Ölschiefer, Steinsalz und Kali. Jedes Material, das nicht durch landwirtschaftliche Prozesse angebaut oder in einem Labor oder einer Fabrik hergestellt werden kann, stammt aus dem Bergbau. Im weiteren Sinne umfasst der Bergbau die Gewinnung aller nicht erneuerbaren Ressourcen (z.B.,
Beispiele für Unternehmen, die sich auf Bergbau, Erze und Metalle konzentrieren, sind BHP Billiton, Vale, RioTinto, Shenhua Group, Suncor, Glencore und Barrick.
Farbe, Pigment und Beschichtungen
Ein Pigment ist ein Material, das die Farbe von reflektiertem oder durchgelassenem Licht durch wellenlängenselektive Absorption verändert. Pigmente werden entweder als organisch (aus pflanzlichen oder tierischen Quellen) oder anorganisch (aus Salzen oder Metalloxiden) klassifiziert.
Pigmente werden zum Einfärben von Farbe, Tinte, Kunststoff, Stoffen, Kosmetika, Lebensmitteln und anderen Materialien verwendet. Die meisten Pigmente, die in der Produktion und in der bildenden Kunst verwendet werden, sind trockene anorganische Farbstoffe, die normalerweise zu einem feinen Pulver gemahlen werden. Dieses Pulver wird einem Vehikel (oder Bindemittel) hinzugefügt, das ein relativ neutrales oder farbloses Material ist, das das Pigment suspendiert und der Farbe ihre Haftung verleiht.
Beispiele für Unternehmen, die sich auf Farben, Pigmente und Beschichtungen konzentrieren, sind Continental Chemical, Lintech International, Shepherd Chemical Company, DuPont, The Valspar Corporation und Glidden Paints (ein Geschäftsbereich von PPG Industries).