其中材料大类：主要涉及机械领域内的纳米微米材料，聚合工程，生物机械。
◆纳米微米机械材料的主要研究方向：
纳米技术的不断发展给机械领域提供了一种全新的材料选择的可能。目前和机械交叉的研究领域主要集中在：高级材料学，材料及固体力学，材料及机械系统，材料加工，材料机械特性，材料力学，材料力学及制造。
申请所需相关背景：需要有很强的材料学背景，同时要求有固体力学，材料力学，工程力学背景。
申请难度：由于很多学材料的学生会转向这些和他们非常相关的学科进行申请，所有单纯具有机械背景的申请者能成功地机会非常小。而且纳米作为新兴的技术，受到各国重视，美国本土学生也会大量申请。所以此专业的申请难度非常大，没有很牛的背景请不要轻易尝试。
◆生物机械的主要研究方向：
生物机械，生物力学，生物机械工程，生物材料与设备，材料力学，生物传感器，纳米技术，活细胞封装，工程生物力学，生物医学机械工程，神经工程学，整形外科工程，感觉及神经系统研究，运动生物力学，人造心脏。
申请所需相关背景：这是典型的新兴学科同传统基础学科结合的表现。总体来说，此方向需要生物学，机械工程和医学知识三个领域的知识背景。单纯的生物或医学背景是很难适应此学科的要求的，需要在具备机械背景的同时拥有生物，或者医学知识，尤其是生物学知识。这里所说的机械背景主要指机械中基本的制造，力学，材料背景。但要求不会像前面几个学科中对纯力学或材料背景那么高的要求。另外对于神经工程学，感觉及神经系统研究，人造心脏这些方向，处了需要医学、生物学、工程学知识外，还要有很好的EE背景(信号模拟，信号传输等)。
申请难度：此学科属于新兴学科，所有美国学生申请的比较多，而且由于是交叉学科，三个领域的研究者只要在相关的另外两个领域有一定背景，就能够申请，因此申请的竞争非常激烈。对于国内纯机械工程学院毕业的学生来说最好不要尝试这个方向，成功机会渺茫。
◆聚合工程的主要研究方向：
主要通过分子聚合技术为机械领域提供新型材料
申请所需相关背景：需要有很好的高分子材料相关背景，同时对材料力学的要求也比较高。
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