中科院-纳米研究前沿分析报告-2017.8-25页-3mb

报告摘要

纳米研究前沿分析报告总结

核心内容

本报告由中国科学院科技战略咨询研究院和国家纳米科学中心联合编写，旨在分析全球主要国家在纳米技术领域的战略规划和发展布局，并通过文献计量、内容分析和图谱可视化等方法，揭示纳米技术的前沿方向和各国的研究进展。报告涵盖了9个主要研究前沿领域：锂电池、太阳能电池、纳米发电机、纳米药物、纳米检测、仿生纳米孔、纳米安全性、纳米催化和测量表征。

主要观点

各国对纳米技术的重视程度提高：
- 各国普遍增强了对纳米技术的信心，加大了资金和人员投入。
- 纳米技术被广泛视为促进国家经济发展和解决关键问题的重要领域，尤其在能源和生物医药方面受到高度重视。
- 研发重心由最初的纳米材料制备转向其应用和商业化。
- 各国积极构建产学研合作平台，推动纳米技术与其它领域的融合。
- 在纳米技术的社会接受方面，各国均重视环境、健康、安全和伦理研究，并推动国际标准的制定。
- 纳米技术的基础教育和高等教育也受到普遍重视。
纳米研究前沿的分布与趋势：
- 本报告基于科睿唯安公司 Essential Science Indicators(ESI)数据库中的11814个研究前沿，筛选出1391个与纳米相关的研究前沿。
- 其中，美国和中国在高被引论文数量上占据主导地位，分别位居第一和第二。
- 在热点前沿和新兴前沿的划分中，共识别出41个热点前沿和37个新兴前沿。
各国在不同领域的研究表现：
- 美国在“太阳能电池”、“纳米发电机”、“纳米药物”、“纳米检测”、“纳米仿生孔”、“纳米安全性”和“测量标准”7个研究领域中高被引论文数量排名第一，在“锂电池”和“纳米催化”中排名第二。
- 中国在“锂电池”和“纳米催化”中高被引论文数量排名第一，在“太阳能电池”、“纳米发电机”、“纳米药物”、“纳米检测”、“纳米安全性”5个领域中排名第二，在“测量标准”中排名第四，“纳米仿生孔”领域尚需提升。
中国在纳米科技领域的优势：
- 中国在纳米科技领域已形成一批达到世界领先水平的研究方向和优秀团队。
- 例如，中科院化学所、南开大学、华东理工大学、北京大学等在太阳能电池和纳米催化方面取得了突出成果。
- 在“锂电池”和“纳米催化”领域，中国表现尤为突出。

关键信息

各领域研究前沿分析

锂电池：
- 研究前沿涉及高被引论文413篇，主要集中在负极材料、正极材料、隔膜材料、机理研究和柔性锂离子电池。
- 中国在该领域高被引论文数量最多，美国和新加坡分列第二、第三。
- 硅基材料、二氧化钛、氧化铁、二维材料如MoS₂等是研究热点。
太阳能电池：
- 研究前沿涉及高被引论文516篇，涵盖量子点敏化、有机、无机等类型。
- 美国在该领域高被引论文数量最多，中国位列第二。
- 钙钛矿太阳能电池、有机聚合物太阳能电池、化合物薄膜太阳能电池是主要研究方向。
纳米发电机：
- 研究前沿涉及高被引论文32篇，主要集中在摩擦纳米发电机和压电纳米发电机。
- 美国占据主导地位，中国和韩国也有所贡献。
- 王中林院士在该领域有重要贡献，提出了摩擦纳米发电机的理论基础。
纳米药物：
- 研究前沿涉及高被引论文488篇，主要研究方向包括纳米药物载体、肿瘤治疗、抗菌治疗等。
- 美国和中国在该领域表现突出，德国、新加坡等也有一定研究基础。
纳米检测：
- 研究前沿涉及高被引论文325篇，主要围绕纳米探针技术和纳米生物传感器。
- 美国在该领域占据主导地位，中国也表现出较强的研究实力。
仿生纳米孔：
- 研究前沿涉及高被引论文45篇，主要集中在生物纳米孔和固态纳米孔。
- 美国在该领域具有明显优势，中国仅有一篇高被引论文。
纳米安全性：
- 研究前沿涉及高被引论文157篇，关注纳米材料与生物体、环境之间的相互作用。
- 美国和中国在该领域表现突出，分别有59篇和25篇高被引论文。
纳米催化：
- 研究前沿涉及高被引论文303篇，涵盖传统催化、电催化、光催化等方向。
- 中国在该领域高被引论文数量最多，占比超过1/3。
- 美国和日本也表现出较强的研究实力。
测量表征：
- 研究前沿涉及高被引论文153篇，主要研究方向包括光谱测量和电子显微测量。
- 美国在该领域遥遥领先，德国和英国紧随其后。
- 中国在该领域仍需加强。

附录信息

热点前沿包括如“少层黑磷场效应晶体管”、“非富勒烯有机太阳能电池小分子电子受体材料”、“纳米磁流体中自然对流换热研究”等。
新兴前沿包括“过渡金属硫属化合物基的纳米复合材料研究”、“高性能钙钛矿太阳能电池/发光二极管”、“金属纳米笼的精细自组装”等。

结论

纳米技术正成为推动科技进步和社会变革的重要力量，向绿色、健康等方向发展。中国在纳米科技领域逐渐占据优势地位，具有改变未来科技发展秩序的潜力。然而，部分领域如仿生纳米孔和测量表征仍需进一步提升。各国在纳米研究中展现出不同的侧重点，美国在多数研究前沿中处于领先地位，中国则在“锂电池”和“纳米催化”等方向表现尤为突出。

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