品味經典！七大材料領域高被引TOP1文章鑒賞

震驚?! 據說有一篇關于石墨烯的文章被引用了9千多次！！

從最開始的富勒烯到碳納米管，到今天風頭正勁的石墨烯，再到如今如火如荼的鋰離子電池材料研究，它們最受歡迎的文章是什么？2017年，材料牛推出大熱之作《你們研究方向的鼻祖來了！近年材料研究熱點的“開山”文章匯總》。2018年，材料人再續前緣，為您整理近年來材料研究熱點的“最高引”文章。

【引讀】

從期刊分布可以看出Science以壓倒性的優勢占據了半壁江山，科學頂刊實至名歸。

【正文】

1. Nature Materials：用于可充電電池的多功能3.5 V鐵-磷酸鹽負極

圖1 Na2FePO4F的電子顯微鏡分析

納米結構的鋰過渡金屬磷酸鹽具有優異的性能，如高儲能容量、電化學穩定性、低成本、低環境影響和安全性。2007年，加拿大滑鐵盧大學L. F. Nazar（通訊作者）等人報道了一種鈉/磷酸鐵鋰， A2FePO4F（A = Na，Li），可用作Li離子或Na離子電池中的負極。此外，它具有用于Li +傳輸的簡單二維路徑，并且還原氧化的結構變化最小。體積變化僅為3.7％，并且可逆容量為理論值的85％。

文獻鏈接：A multifunctional 3.5?V iron-based phosphate cathode for rechargeable batteries（,2007, doi:10.1038/nmat2007）

2. JACS：高效可見光驅動的光催化氫制備石墨烯納米片

圖2 可見光下石墨烯-CdS體系中電荷分離和轉移的示意圖

隨著全球能源危機日益嚴重，光催化水分解生產清潔和可再生的氫能源受到了越來越多關注。2011年，國家納米科技中心宮建茹研究員和武漢理工大學余家國教授（共同通訊作者）等人使用CdS簇裝飾的石墨烯納米片作為可見光驅動的光催化劑，實現了高效的光催化制氫。以石墨烯氧化物（GO）為載體，醋酸鎘（Cd（Ac）2）為CdS前驅體，采用溶劑熱法制備該材料。這種納米尺寸的復合材料在可見光照射下能達到1.12mmol h-1的H 2產率（比純CdS納米顆粒高約4.87倍）。

文獻鏈接： Highly Efficient Visible-Light-Driven Photocatalytic Hydrogen Production of CdS-Cluster-Decorated Graphene Nanosheets（J. Am. Chem. Soc., 2011, DOI: 10.1021/ja2025454）

3. Science：光致電子從導電聚合物轉移到富勒烯

圖3 （MEH-PPV）-C₆₀復合材料在室溫下的吸收光譜

關于光誘導電子從導電聚合物的激發態轉移到富勒烯C₆₀的實例，已經有過報道。用能量大于π-π*間隙的光對共軛聚合物進行光激發之后，引發電子轉移至C₆₀分子。光致光學吸收的研究表明復合物與單獨組分的激發光譜相比，與光激發電荷轉移一致。光誘導電子自旋共振信號表現出導電聚合物陽離子和C₆₀陰離子的特征。由于導電聚合物中的光致發光在與C₆₀的相互作用后淬滅，所以數據表明從激發態轉移電荷發生在皮秒時間尺度上。

文獻鏈接：Photoinduced Electron Transfer from a Conducting Polymer to Buckminsterfullerene（Science，1992，DOI: 10.1126/science.258.5087.1474）

4. Science：具有高電催化活性的氮摻雜碳納米管陣列

圖4（D）計算NCNT的電荷密度分布

用于氧還原反應（ORR）的鉑基電催化劑價格昂貴，找不到高效低成本的替代電極，燃料電池將難以實現大規模的實際應用。2009年，美國代頓大學化學與材料工程系戴黎明教授（通訊作者）等人，研究發現垂直排列的含氮碳納米管（VA-NCNTs）可以作為無金屬電極，具有比鉑-堿性燃料電池更好的電催化活性、穩定性和交叉效應耐受性。高比表面積、良好的電氣和機械性能，以及碳納米管固有的熱穩定性特征為燃料電池的使用提供了額外的優勢。研究所展示的氮摻雜的作用可用于設計和開發各種無金屬ORR催化劑，并且這些含氮碳納米管在實際應用中也有著廣闊的前景。

文獻鏈接：Nitrogen-Doped Carbon Nanotube Arrays with High Electrocatalytic Activity for Oxygen Reduction（Science,2009,DOI: 10.1126/science.1168049）

5. Carbon：通過剝落氧化石墨的化學還原反應合成石墨烯納米片

圖5 非接觸模式AFM圖像

石墨具有出色的結構、熱學和電學性能，引起了研究者們的廣泛關注。如果石墨可以剝離成納米薄片，甚至下降到單個石墨烯薄片的水平，這些優異的性能可能與納米級相關。2007年，美國西北大學Rodney S.Ruoff和SonBinh T.Nguyen（共同通訊作者）等人通過肼處理合成了由石墨烯薄片構成的高表面積碳材料，并通過元素分析、熱重分析、掃描電子顯微鏡、X射線光電子能譜、NMR光譜、拉曼光譜和電導率測量來表征材料。還原的氧化石墨烯片材具備多種應用可能性，例如儲氫和作為復合材料中的導電填充材料。

文獻鏈接：Synthesis of graphene-based nanosheets via chemical reduction of exfoliated graphite oxide（Carbon,2007, doi.org/10.1016/j.carbon.2007.02.034）

6.?Science：室溫下大塊非晶合金的納米壓痕納米化

圖6?超細縮痕四周的形變圖

在金屬玻璃薄帶嚴重彎曲的過程中產生的剪切帶中可形成納米微晶。2002年，美國麻省理工學院材料科學與工程系S. Suresh（通訊作者）等人展示了這一實驗證據，原子力顯微鏡和透射電子顯微鏡顯示，納米晶體在凹痕附近產生的剪切帶和周圍成核，并且它們與退火期間形成的微晶相同，在783K時不變形。類似于玻璃質聚合物實驗的結果，研究結果被推斷是由于帶內的流動擴張和隨之而來變形的剪切帶內原子擴散流動性的結果。

文獻鏈接： Nanocrystallization During Nanoindentation of a Bulk Amorphous Metal Alloy at Room Temperature（Science，2002，DOI: 10.1126/science.1067453）

7. Science：金屬有機框架中的超高孔隙率

圖7 MOF-210的晶體結構

金屬有機骨架（MOFs）最重要的性質之一是它們的高孔隙率（空隙體積與總體積的比例）和高比表面積，因而開發了許多與氣體儲存、分離和催化有關的應用。2010年，加州大學洛杉磯分校Omar M. Yaghi和韓國崇實大學Jaheon Kim（共同通訊作者）等人合成了四種金屬有機骨架，MOF-180 ，-200，-205和-210。這一系列MOFs的成員展現了出色的孔隙率和氣體（氫氣、甲烷和二氧化碳）吸收能力。

文獻鏈接：Ultrahigh Porosity in Metal-Organic Frameworks（Science,2010,DOI: 10.1126/science.1192160）

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本文由材料人編輯部學術組Meadow供稿，材料牛整理編輯。

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