הנדסת חומרים - תואר ראשון B.Sc חד-חוגי

תואר ראשון בהנדסת חומרים: למי שעשויים מהחומר הנכון

לימודי הנדסת חומרים

החל מסגסוגות המתכת שחסכו לחברת אאודי את הצורך במבחני ריסוק, דרך מצלמות לראיית לילה המספקות תמונה צבעונית חדה וברורה עבור הטילים של אילון מאסק ועד החומר שפותח במעבדה בבר-אילן ויכול להשפיע על כל תעשיית ההייטק ועל צריכת החשמל של העולם כולו. העיסוק בהנדסת חומרים משנה את פני המדע: הוא מאפשר לתכנן באמצעות מחשב חומרים חדשים, לייצר ולהפיק חומרים חדשים, לפתח חומרים והתקנים לבינה רשתית ועבור תעשיית השבבים ועוד. הנדסת חומרים היא בעלת יישומים רבים בחזית הטכנולוגיה העילית ובתעשיות המתקדמות, והיא רלוונטית בכל תחומי הטכנולוגיה: מחשבים, תקשורת וטלפונים סלולריים, מערכות להמרת אנרגיה, סיבים אופטיים, חיישנים, לייזרים, סוללות, מטוסים ותעופת חלל, מנועים, מסכי LCD, שתלים ופרוטזות, מסתמי לב או שבבים. בשל כך, הדרישה למומחים בתחום זה גדולה מאוד בתעשיות מסורתיות, כמו גם בהייטק, בתעשייה הביטחונית, בתעשיות התעופה והחלל ובתעשיות הקשורות לקיימות.

מה תפקידם של מהנדסי חומרים?

מהנדסי ומהנדסות חומרים עוסקים בחקירה, גילוי, עיצוב, המצאה ופיתוח של חומרים חדשים, כמו גם בהתאמה אופטימלית של חומרים להתקנים, תשתיות, מערכות ומוצרים, מתוך אלפי החומרים הזמינים לנו (פולימרים, מתכות, חומרים קרמיים, חומרים מרוכבים, מוליכים, מוליכים למחצה, חומרים מבודדים, חומרים מגנטיים, ננו-חומרים ועוד). הם משלבים בעבודתם בין הנדסה למדעי הפיזיקה, הכימיה והמחשב, ויכולות תיאורטיות לצד תכנון ובניה של התקנים, תוך מתן מענה לאתגרים הנובעים מיחס החוזק למשקל, יחסי גמישות ואלסטיות מול חוזק, בלאי סביבתי, שחיקה והתעייפות מכנית מול עמידות. מהנדסות ומהנדסי חומרים יכולים לעסוק בתחומים רבים ומגוונים, ובהם קיימות ואנרגיה מתחדשת, בינה מלאכותית, מדעי נתונים ומידע, טכנולוגיות קוונטיות, למידת מכונה, התקנים אלקטרוניים וננו-טכנולוגיה.

למה כדאי לי ללמוד הנדסת חומרים בבר-אילן?

התוכנית ללימודי הנדסת חומרים בפקולטה להנדסה באוניברסיטת בר-אילן נועדה להכשיר מהנדסי חומרים מיומנים, בעלי רף כישורים גבוה במתמטיקה, פיזיקה, תכנות מחשבים ומדע החומרים. אנו מתמקדים בלימוד טכנולוגיות וחומרים להפקה והמרת אנרגיה תוך דגש על קיימות, ובמדע חומרים חישובי, המיישם עקרונות יסוד מתחום מדעי הנתונים ומקנה ידע בשיטות חישוביות לחיזוי תכונות של חומרים והתאמתם לשימוש בתנאים ייחודיים. במסגרת לימודי הנדסת חומרים נלמד על שימוש בשיטות חישה מתקדמות הקשורות בנושאים מגוונים, החל מחקלאות מתקדמת ואיכות המים ועד חישה סנסורית בחלל, ניטור גיאופיזיקלי, בדיקת תכונות האטמוספירה, חישה על הקרקע ועוד. נבצע סימולציות המיישמות עקרונות יסוד במכניקה קוונטית, נפתח מודלים לחיזוי תכונות חומרים ונחשב חוזק חומרים ומבנים ברמה האטומית/ננומטרית.

התוכנית שלנו שואפת לספק בסיס ידע חזק, לקדם למידה מעשית, לעודד חדשנות, לפתח מיומנויות לתקשורת ולפתרון בעיות, ללמד אחריות אתית, לעודד שיתוף פעולה בין-תחומי, לצייד בפרספקטיבה גלובלית, ולספק בסיס המטפח למידה והתאמה לטכנולוגיות מתפתחות. אנו מציעים סביבת למידה המטפחת סקרנות, חדשנות, חשיבה ביקורתית ותחושת אחריות אתית חזקה, ומטרתנו היא להכין את הבוגרים לתרום משמעותית לתחום הנדסת החומרים ולהתמודד עם אתגרים חברתיים וטכנולוגיים דחופים. על ידי הקפדה על עקרונות אלו, אנו שואפים לייצר בוגרות ובוגרים שאינם רק מיומנים טכנית אלא גם בעלי חשיבה יצירתית, מודעות אתית והלך הרוח שיתופי, הנחוצים כדי לתרום לקידום הנדסת חומרים, לעצב את עתיד הטכנולוגיה ולהשפיע לטובה על החברה.

מהם תנאי הקבלה ללימודי תואר ראשון בהנדסת חומרים בבר-אילן?

  • ציון פסיכומטרי 650 ומעלה, בדגש רב תחומי, ציון רכיב כמותי לפחות 130.
  • בגרות 5 יחידות מתמטיקה בציון 80 לפחות.
  • בגרות 5 יחידות פיזיקה בציון 80 לפחות

לבדיקת סיכויי קבלה  להרשמה לתוכנית

לקבלת ייעוץ חינם ומידע נוסף בנושא לימודי הנדסת חומרים או להרשמה ללימודי תואר ראשון בהנדסת חומרים בפקולטה להנדסה בבר-אילן, צרו עמנו קשר דרך עמוד צור קשר ונחזור אליכם בהקדם.

  מי עומד בראש התוכנית להנדסת חומרים בבר-אילן?

בראש התוכנית עומד פרופ' דורון נוה, המתמחה בחומרים דו מימדיים. מהמעבדה של פרופ' נוה יצאו בשנים האחרונות מספר פטנטים למסחור, ובהם: סנסורים לשעון חכם המשלבים בינה מלאכותית; סנסורים סופר-רגישים עבור צילום צבע בתנאי תאורה חלשה ובלילה, המגבירים את האות של חלקיק אור ביחס של 1:10000 ומאפשרים לקבל תמונה צבעונית ומדויקת; וגרפן ייחודי שהופק במעבדה, שהמוליכות התרמית שלו היא הגבוהה ביותר שיש עד היום, וכבר נמצא בשלבי פיתוח מוצר וייצור לקראת שילוב במרכזי הנתונים של חברת Nvidia.

רוצים לקרוא עוד על פרופ' דורון נוה? הקליקו כאן

 

מה נלמד במהלך התואר בהנדסת חומרים בבר-אילן?

בשנתיים הראשונות ילמדו הסטודנטים והסטודנטיות את כל קורסי המבוא בהנדסה, לצד קורסים העוסקים בתורת החומרים, מוליכים למחצה, קוונטים, חוזק חומרים ואלקטרומגנטיות. בשנתיים הבאות ילמדו קורסים מתקדמים בנושאים כמו קוונטים, מטאלורגיה ותכונות תרמיות, לצד קורסים מתחומי ההתמחויות הנבחרים ועבודה על פרויקטים.

מהן ההתמחויות המוצעות בתוכנית להנדסת חומרים בבר-אילן?

החל מהשנה השלישית כל סטודנט וסטודנטית במסלול לימודי הנדסת חומרים יבחרו באחת מארבע המגמות הבאות, בהתאם להעדפתם האישית, כאשר כל אחת מהמגמות משלבת שני אפיקי ידע:

  1. מגמת התקנים חישובי מורכבת משילוב אפיקי הידע: התקנים וחומרים אלקטרוניים ומדע חומרים חישובי – מגמה זו מוכוונת לטכנולוגיות עילית בתחום האלקטרוניקה והאופטו-אלקטרוניקה. היא כוללת בתוכה רקע מבוסס בחומרים והתקנים קוונטיים ומעניקה רקע מדעי-הנדסי עדכני לקראת השתלבות בתעשייה, בחברות הזנק ובתפקידי מחקר ופיתוח.
  2. מגמת התקנים ותהליך מורכבת משילוב אפיקי הידע: התקנים וחומרים אלקטרוניים וכימיה של חומרים – מגמה זו מתמקדת בשיטות סינתזה, אפיון חומרים וננו-טכנולוגיה ומתרכזת בתוכן התהליכי של מהנדסי חומרים בתעשייה.
  3. קיימות ואנרגיה מורכבת משילוב אפיקי הידע: קיימות וחומרים סביבתיים ומדע חומרים חישובי – מגמה זו כוללת קורסים מתחומי הקיימות והאנרגיה ומתחומי הנדסת תוכנה, הנדסת מחשבים, מדעי הנתונים ומדע חומרים. במסגרת מגמה זו ילמדו הסטודנטים יישומי טכנולוגיות חישוב ואלגוריתמים בהנדסת חומרים, ולימוד טכנולוגיות וחומרים תוך דגש על תחום הקיימות וההיבטים הסביבתיים במדע חומרים.
  4. מגמת קיימות ותהליכים מורכבת משילוב אפיקי הידע: קיימות וחומרים סביבתיים וכימיה של חומרים – מגמה זו מעניקה השכלה רחבה בתחומי אנרגיה, איכות הסביבה, טכנולוגיות מתקדמות המבוססות על שימוש חוזר בחומרים, הפקה ופיתוח של חומרים חדשניים עם היבטים סביבתיים. במגמה זו נלמד גם על טכנולוגיות מתקדמות להפקה, המרה והולכת אנרגיה.

מהן אפשרויות התעסוקה לבוגרי ובוגרות לימודי הנדסת חומרים?

המצאת חומרים חדשים: בוגרי הנדסת חומרים יכולים לשמש מהנדסי מחקר ופיתוח במגוון תעשיות, המובילים גילוי של חומרים חדשים או פועלים לייעול חומרים קיימים. כמו למשל חומרים מורכבים וייחודיים בתחומי החלל והתעופה, כגון פיתוח פלדת האלחלד העמידה בטמפרטורות קיצוניות ובעומסים מכניים שפותחה עבור Starship של חברת SpaceX. דוגמה נוספת היא חומרים מוליכים: מרכזי הנתונים של חברות ההייטק הגדולות (כמו גוגל למשל) צורכים כמויות אדירות של חשמל – כ-1% מצריכת החשמל העולמית הכוללת. שליש מהחשמל הזה מיועד לקירור המעבדים במרכזי הנתונים. לכן, מחפשות החברות אחר חומרים טכנולוגיים חדשים להובלת חום יעילה ולאגירת חום, דוגמת הגרפן למשל. לחומרים מסוג זה השלכות גם ברמה הכלכלית, וגם ברמת האנרגטית.

ביצוע אופטימיזציה לחומרים קיימים: תעשיות הרכב, התעופה והחלל משתמשות בטכנולוגיות מחשוב חכמות, בכלים של ביג דאטה ולמידת מכונה, ומבצעות אופטימיזציה של חומרים כדי לקבל סגסוגות מתכת חזקות יותר. קצב ההתפתחות של התחום מהיר - והתוצאות טובות. הטילים של אילון מאסק, שיוצאים מהאטמוספירה ונכנסים אליה בלי בעיה, הם דוגמה טובה לכך, כמו גם סגסוגת הפח הייחודית שפיתחה חברת אאודי, האופטימלית מבחינת יחס חוזק למשקל.

עבודה ננו-טכנולוגית: בוגרי הנדסת חומרים יכולים להשתלב גם בתעשייה הננו-טכנולוגית, ולהשתלב בפיתוח תרופות המתמקדות באזורים ממוקדים בגוף ומפחיתות תופעות לוואי, כמו למשל תרופת הכימותרפיה לטיפול בסרטן - דוקסורוביצין ליפוזומאל. הם מפתחים מכשירי הדמיה וננו-רפואה, לרבות סריקות CT ו-MRI, ומתמקדים בשיפור הניגודיות ושדרוג כושר האבחון. הם משפרים יישומים לחלל כגון חיישנים, משכללים מוצרי צריכה כגון בדים עמידים בפני כתמים ומשטחים עמידים בפני שריטות ועוד.

הנדסה בת-קיימא: במאמץ לשימור איכות הסביבה וקיימות, לבוגרי הנדסת חומרים יש תפקיד חשוב בתכנון חומרים באוריינטציה של קיימות ושימור אנרגיה: החל מהמצאת פתרונות מחזור ועד פתרונות לשימור אנרגיה, סילוק פסולת ויצירת מקורות אנרגיה ירוקים חלופיים. מהנדסים ומהנדסות המתמחים בתחום החומרים מסוגלים לקחת בחשבון את סוף חיי המוצר כבר מההתחלה, ולתכנן מראש חומרים שיהיו קלים לפירוק, למחזור או לשימוש חוזר. לדוגמה: מהנדסי חומרים הם אלו שהמציאו עבור חברת תחליפי הבשר Beyond Meat  אריזות מתכלות; הם האמונים של שילוב אלומיניום ופלדה בשלדת המכוניות החשמליות לצורך העצמת חוזק המכוניות והגברת היעילות האנרגטית שלהן; והם אחראים על פיתוח טכנולוגיות של תאים סולאריים המאפשרות לרתום יותר אנרגיה מאור השמש על מנת לקדם פתרונות אנרגיה ברי קיימא. במעבדה של פרופ' נווה, ראש התוכנית להנדסת חומרים בבר-אילן, מפתחים בימים אלו סנסורים זעירים לבטריות של מכוניות חשמליות, המספקים חיווי לכל אחד מ-150 התאים מהם מורכבת הבטרייה. כך, ניתן לחלק את עומס העבודה בהתאם למצב התא, וכאשר תא מסיים את חייו – להחליף רק אותו, במקום להיפטר מהסוללה כולה, ובכך למזער ייצור פסולת.

לבדיקת סיכויי קבלה  להרשמה לתוכנית

לקבלת ייעוץ חינם ומידע נוסף בנושא לימודי הנדסת חומרים או להרשמה ללימודי תואר ראשון בהנדסת חומרים בפקולטה להנדסה בבר-אילן, צרו עמנו קשר דרך עמוד צור קשר ונחזור אליכם בהקדם.