生物技术、生物工程
作为一个交叉性的方向，很多学校都将该方向作为主要研究的对象，虽然每个学校称呼不同，例如 bioengineering, biomolecular engineering, protein engineering, tissue engineering 等。其实都是将生物和化学方向结合在一起进行一系列的研究，有的偏重于材料方向的研究；有的偏重于分子生物学的研究，如代谢路径的模式和转换、生物信息学、生物材料及组织学等。目前此方向作为科研领域的一个热点，受到申请人的青睐。
申请难度
总体来说申请难度较化工其他方向大，因为该方向会吸引大量来自于生物、生物工程、化学等专业的申请者。对申请者的gpa和gt成绩要求较高，一般gpa3.0左右，toefl100，gre315以上较容易获得排名前 100 左右学校的青睐。该方向日后就业前景良好，无论是生物还是医药都是目前的热门行业。
纳米工程（nano materials engineering）
纳米工程主要做一些纳米材料在光电磁方面的应用以及纳米材料的表征﹙sem tem xps afm﹚,以及一些复合纳米材料。这个方向大概在 21世纪开始以后非常热门。值得注意的是，最近几年很多搞纳米的老板开始和搞生物的人一起联合转向纳米生物方向。例如，将纳米材料和一些特异的蛋白质等复合，作为纳米或者分子荧光探针，以期在医学诊断方面有良好的应用。
申请难度
作为前沿科学和交叉学科，该方向主要的申请者来自于材料专业，竞争虽不算激烈，但也需要申请者能够达到toefl95,gre310 的要求，而且该方向比较容易拿奖。另外虽然nano在学术界很红火，但是在工业界却不是很景气，除了部分专门企业和研究所做这个，其他的则很少。因此如果想在nano领域有所发展，最好的选择还是留在学校搞研究。
高分子材料
高分子材料是以高分子化合物为基础的材料，有天然高分子、半合成高分子、合成高分子。高分子材料的结构决定性能，通过对结构的控制和改性得到不同的高分子材料，人类社会的进步伴随着高分子材料的发展，从最初的天然高分子到高分子改性材料的应用到现在合成高分子材料的发展，各种新型的材料为航天航空、近代通讯、电子工程、生物工程、医疗卫生和环境保护等各个方面提供各种新型材料。高分子材料的共混加工、阳离子自由基聚合、polymer brush等等。这个领域与工业界的联系密切，一直以来，是一个就业非常稳定的方向，就业前景良好。
申请难度
最近几年高分子的发展非常迅速，有很多美国大学都在高分子的研究领域投入了巨大的科研力量，这个领域不像传统学科，经过上百年的发展已经到了非常成熟的地步，高分子的兴起才几十年，研究成果层出不穷，高分子导电，软光刻技术的发展对电子工业的发展起到了巨大的推动作用。因此这个方向的竞争是比较激烈的。申请这个方向的学生一般来自化学和化工专业，还有很多高分子材料系的学生。另外，对于一些申请特定学校的申请人应注意，学校的一些惯例及要求，如 u-mass 对于 gt 的硬件要求就很高，通常被录取的学生的 gre320+3.5，toefl104 分，口语单项满足 22 分，对于该校的录取通常要求有该校的教授作推荐；case、ncsu 这样的学校都设有单独的高分子系，当然由于竞争激烈，对于申请人的考核也是非常的严格。
过程控制
这个叫法也很多，例如 process systems engineering,process control 等。这个主要是利用数学方法在电脑上模拟优化一些放大过程。这个领域目前十分热门，比如 carnegie mellon university 的过程控制方向可以说是全美第一的。这个方向毕业的学生们去向广泛，甚至可以参与到 me、ee 等毕业生的就业竞争中去，包括化工厂、制药厂、汽车制造业，甚至金融方向。
申请难度
作为化工下最传统的专业方向，发展已相当成熟。而国内申请者除了本科学化工的很少有其他专业去申请，因此可以说是最容易被录取的方向，而且拿奖也不难，ph. 几乎都有奖学金，master 也经常拿到小奖。不过总的来说这个方向就业很乐观，毕竟化工作为传统行业，大量的企业有着巨大的人才缺口，所以无论是就业率还是起薪该方向都不比其他高新专业差。
流变学
流变学是力学的一个新分支，它主要研究物理材料在应力、应变、温度湿度、辐射等条件下与时间因素有关的变形和流动的规律。流变学的发展同世界经济发展和工业化进程密切相关。现代工业需要耐蠕变、耐高温的高质量金属、合金、陶瓷和高强度的聚合物等，因此同固体蠕变、粘弹性和蠕变断裂有关的流变学迅速发展起来。核工业中核反应堆和粒子加速器的发展，为研究由辐射产生的变形打开新的领域。由这个方向的定义我们可以看出，该方向的就业前景也是十分广泛的，在建筑、石油管道、化工厂等方向都有人才缺口。
申请难度
该方向总体申请难度不高，gt 成绩和 gpa 如果能够达到学校要求，本科期间做过一定研究的申请者都可以很容易的拿到录取。但是由于开设的学校众多，研究方向不尽相同，因此申请时选择适合自己的学校和教授更为重要，可以说如果专业对口，教授研究方向 match，我们就可以大胆申请。
催化、反应堆
该方向主要进行催化反应条件的研究，通过改变反应的条件（温度、适度、用量）来调节催化剂的活性，达到工业要求。主要应用在石油工业，催化裂化技术作为石油炼制过程中关键的一步，它的发展具有重要的意义。
申请难度
催化作为目前全美起薪最高的石油行业的核心技术，毕业后的就业完全不用发愁。而相比与其他化工方向，如果在校期间能有一些相关方向的研究，如劣质重质油轻化，较易得到国外教授的青睐。
综上所述，就整个化工专业大方向申请难度而言，生化 > 纳米科学与工程 > 催化&反应工程 > 表面科学 & 界面工程 > 高分子材料
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