從AM封面說起——儲能是當今材料范疇的研究熱點

《AdvancedMaterials》(Adv.Mater.)是工程與計算大學科、材料與化學的頂尖期刊，在國際材料范疇科研界上享譽盛名。該期刊接收率惟有10%-15%，影響因子達19.79(2017年)。2017年，《AdvancedMaterials》共刊登了1357篇文章，涵蓋材料化學、材料物理、生物材料、納米材料、光電材料、金屬材料、無機非金屬材料，電子材料等眾多材料相關研究范疇。筆者對其2017年第29卷共48期封面文章進行分解，旨在知道和發現近期材料發展動態和研究熱點。

1、總論

2017年，AM第29卷封面文章蘊含44篇研究型文章(Article)和3篇高校/研究所特刊,1篇電池特刊。依據封面文章內容將其分為8個大類：能源材料、生物/仿生材料、材料制備、功能材料、納米材料、過渡金屬/無機材料和水凝膠。各類屬封面文章數量如圖1所示，可以看出能源材料及功能材料相關內容是年度重頭戲，二者相加幾乎占全年封面文章數量的一半。下面，筆者將分別對一些緊要類別的文章進行具體分解。

2.能源材料

廣義的說，凡是能源工業及能源技術所需的材料都可稱為能源材料(Energymaterials)。但在新材料范疇，能源材料往往指那些正在發展的、可能支持建立新能源系統滿足各種新能源及節能技術的特殊要求的材料。目前研究熱點主要在提高新能源材料的儲能能量、能量轉換、器件的功能化等方面。

而Issue48的電池特刊，展示了一系列新穎的下一代電池(于2016年舉辦的國際下一代電池專題討論會上發布)。研究方向主要包括鋰電池、鈉離子電池、鋰硫電池、鋰空氣電池、鈉空氣電池、鋁離子電池、燃料電池和超級電容器。預計這些儲能系統將為我們將來的社會帶來更先進的電動車、固定式電池以及電動飛機。

3.生物/仿生材料

生物材料(biomaterials)是用于與生命系統接觸和發生相互作用的，并能對其細胞、組織和器官進行診斷治療、替換修復或誘導再生的一類天然或人工合成的特殊功能材料，又稱生物醫用材料。仿生材料(biomimeticmaterials)是把仿照生命系統的運行模式和生物材料的結構規律而設計制造的人工材料。仿生設計不僅要模擬生物對象的結構,更要模擬其功能。

AM雜志封面上刊登的該類文章是功能、電子、生物材料等范疇的交織研究結果，如：Issue30的文章——仿生材料：基于光致液晶彈性體的自調節虹膜;Issue24文章——生物電子學：機電納米發生器——細胞相互作用調節細胞活性。而在Issue45期的自然表面和材料研究特刊中，解析了北京航空航天大學在天然生物表面啟發下的超潤濕系統方面取得的有效進展。

4、功能材料

功能材料(functionmaterial)是指通過光、電、磁、熱、化學、生化等作用后具有特定功能的材料。功能材料涉及面廣，詳盡包括光、電功能，磁功能，分離功能，形狀記憶功能等等。這類材料相對于通常的結構材料而言，一般除了具有機械特性外，還具有其他的功能特性。我們可以看出，AM對于功能材料的微觀結構(如晶體、液晶等)的研究結果頗為酷愛。

5.納米材料

納米材料(Nanomaterial)是指在三維空間中至少有一維處于納米尺寸(0.1-100nm)或由它們作為基本單元構成的材料，這約莫相當于10~100個原子緊密排列在一起的尺度。納米材料是其它材料范疇的研究基礎，研究人員多在納米材料的結構上下功夫。如Issue28封面文章——納米膜：跨相界面的鐵離子和單寧的雙相超分子自組裝形成納米膜;Issue35封面文章——納米多孔材料：通過錐形接觸的一步整合實現可控有機電阻切換。

6.其他及小結

2017年，AM封面文章還蘊含水凝膠、智能材料、自組裝材料等相關內容，這些研究對于環境、人工智能等方面均有突出貢獻。這些文章均為交織學科下的研究結果。依據AM2017年48篇封面文章的分解，大家對目前的熱點有了一個大概的知道。毋庸置疑，能源、材料是當仁不讓的科研圈超級新星，材料學與各個學科的融合與交織促使了新材料的萌生和現有材料的新使用，以材料與其它科學的交織融合造就了如今材料的“黃金時代”，這也體現出科學向綜合性發展的趨勢。

另外，在44篇研究型文章中，韓國、中國、美國研究人員領跑。其中，中國作者成果占總數的1/4。

同時，筆者統計了這些中國研究人員的所屬機構，中國國家科學院的研究人員為我國主力，天津大學、南京大學等也均為突出。

聲明： 本站所發布文章部分圖片和內容自于互聯網，如有侵權請聯系刪除