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Das Hauptziel der Materialwissenschaft besteht darin, Wissenschaftler und Ingenieure zu ermutigen, fundierte Entscheidungen über die Gestaltung, Auswahl und Verwendung von Materialien für bestimmte Anwendungen zu treffen. Der Werkstoffwissenschaftler oder -ingenieur muss:- die mit verschiedenen Werkstoffklassen verbundenen Eigenschaften verstehen.- wissen, warum es diese Eigenschaften gibt und wie sie verändert werden können, um ein Material für eine bestimmte Anwendung geeigneter zu machen.- in der Lage sein, wichtige Eigenschaften von Werkstoffen zu messen und zu beurteilen, wie sie sich auf die Leistung auswirken.- die wirtschaftlichen Erwägungen bewerten, die letztlich die meisten Werkstofffragen bestimmen.- die langfristigen Auswirkungen der Verwendung eines Werkstoffs auf die Umwelt berücksichtigen. Materialwissenschaftler und -ingenieure haben eine Reihe von Werkzeugen entwickelt, um die Struktur von Materialien auf verschiedenen Längenskalen zu charakterisieren, die auf fünf verschiedenen Ebenen untersucht und beschrieben werden können:1. atomare Struktur2. kurz- und langreichweitige atomare Anordnungen3. Nanostruktur4. Mikrostruktur5. Makrostruktur.