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La science des matériaux regroupe l'étude et la mise en œuvre des matériaux qui constituent les objets qui nous entourent : métaux, polymères, céramiques, etc. Elle repose sur la relation entre les propriétés, les performances d'un matériau et sa morphologie structurale. La connaissance et la maîtrise des phénomènes microscopiques (diffusion, arrangement des atomes, recristallisation, apparition de phases, etc.) confèrent aux scientifiques et aux industriels la possibilité d'élaborer des matériaux aux propriétés et aux performances voulues. La science des matériaux est au cœur de beaucoup des grandes révolutions techniques.
L'atome est un composant de la matière. Le mot provient du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser » et certains philosophes de la Grèce antique le définissaient comme le plus petit élément indivisible de la matière. La notion d'atome est maintenant largement utilisée dans les diverses théories permettant d'expliquer les propriétés de la matière.
En chimie, l'atome est l'élément de base : les atomes restent indivisibles au cours d'une réaction chimique. Cependant, depuis le début du XXe siècle, des expériences de physique nucléaire ont mis en évidence une structure complexe de son noyau. C'est en transformant cette structure que l'on peut, par exemple, produire l'énergie nucléaire.
La majeure partie de la masse de l'atome se trouve concentrée dans le noyau composé de deux sortes de particules semblables, appelées nucléons (les neutrons et les protons). Autour du noyau se trouve « un nuage » de particules identiques : les électrons ; ce nuage électronique est environ 100 000 fois plus grand que le noyau. Le comportement de l'atome et de ses constituants est régi par les lois de la mécanique quantique.
