讓你一次看過癮！近年材料研究熱點“高被引”綜述匯總

前不久，材料人推出近年研究熱門領域的“高被引”非綜述類文章匯總，《品味經典！七大材料領域高被引文章鑒賞》，受到了小伙伴們熱烈的反響。今天小編為您整理了這些領域的的“高被引”綜述，有任何想法與提議，歡迎大家留言討論！

【引讀】

1.(戳一戳)Issues and challenges facing rechargeable lithium batteries|可充電鋰電池面臨的問題和挑戰

2.(戳一戳)Heterogeneous photocatalyst materials for water splitting|用于水分解的非均相光催化材料

3.(戳一戳)Polymer–Fullerene Composite Solar Cells|聚合物-富勒烯復合太陽能電池

4.(戳一戳)Carbon Nanotubes--the Route Toward Applications|碳納米管的應用之路

5.(戳一戳)The rise of graphene|石墨烯的興起

6.(戳一戳)Mechanical behavior of amorphous alloys|非晶合金的力學行為

7.(戳一戳)Metal–organic framework materials as catalysts|MOFs作為催化劑

【正文】

1.Nature：可充電鋰電池面臨的問題和挑戰

圖1. 根據體積和重量能量密度比較不同的電池技術

可充電鋰離子電池是當今信息豐富的移動社會所需的便攜式、娛樂、計算和電信設備的關鍵組件。受到便攜式電子設備不斷增長的需求推動，可充電固態電池的技術也在逐步改進。鋰離子電池是首選系統，與同等電池技術相比，具有高能量密度、靈活輕便的設計和更長的使用壽命。2001年，鋰電大牛 J.-M. Tarascon和M. Armand等人參考了71篇研究成果對當時可再充電鋰電池的發展進行簡要的歷史回顧，強調正在進行的研究策略，并討論這些系統的合成、表征、電化學性能和安全性方面存在的挑戰。這篇綜述至今被引用12010次。

文獻鏈接：Issues and challenges facing rechargeable lithium batteries（Nature,2001,doi:10.1038/35104644）

2. Chemical Society Reviews：用于水分解的非均相光催化材料

圖2 使用粉末狀光催化劑從水中生產太陽能氫氣

在1998-2008這10年間，報道了許多由d⁰和d¹⁰構型的金屬陽離子組成的氧化物、金屬（氧化）硫化物和金屬（氧）氮化物光催化劑。豐富的光催化劑庫提供了影響光催化性能和新材料設計的重要信息。2008年，東京理科大學Akihiko Kudo（通訊作者）等人參考361篇研究成果，詳細論述了光催化水分解和相關實驗的基礎，并且研究了用于水分解成H₂和O₂的非均相光催化劑材料。這篇綜述至今被引用5490次。光催化水分解有望為建造一個簡單干凈的太陽能制氫系統作出貢獻，在未來解決全球能源和環境問題。

文獻鏈接： Heterogeneous photocatalyst materials for water splitting（CHEM SOC REV，2008，DOI: 10.1039/B800489G）

3. Angewandte Chemie-International Edition：聚合物-富勒烯復合太陽能電池

圖3 聚合物-富勒烯復合太陽能電池

化石燃料替代品，如太陽能，正在走向各個研究領域的前沿。基于聚合物的有機光伏系統有望實現經濟高效的輕質太陽能轉換平臺。從供體到受體的光致電子轉移實現了這種太陽能電池的功能。富勒烯因其高電子親和力和有效傳輸電荷的能力而成為無處不在的受體。2007年，加州大學伯克利分校化學系Jean M. J. Fréchet教授（通訊作者）等人參考361篇研究成果，詳細介紹了聚合物-富勒烯復合太陽能電池。最有效的太陽能電池由雙連續聚合物-富勒烯復合材料或本體異質結構制成。目前最好的太陽能電池的效率達到5％左右。

文獻鏈接： Polymer–Fullerene Composite Solar Cells（Angew. Chem. Int. Ed.，2007，DOI: 10.1002/anie.200702506）

4. Science：碳納米管的應用之路

圖4 碳納米管領域每年的科學出版物發行量和專利申請的比較

碳納米管作為一維納米材料，六邊形結構完美連接，具有很多特殊的力學、電學和化學性能。近年來，隨著碳納米管及納米材料的深入研究，其廣闊的應用前景也不斷地展現出來。納米技術研究所Ray H. Baughman（通訊作者）等人參考72篇研究成果，詳細論述了碳納米管的潛在應用，包括電化學裝置、儲氫應用、場發射器件、納米尺寸的電子器件、傳感器與探針等等。到2002年，一些應用現在已經在產品中實現。其他一些早期被看好極具前景的應用卻備受爭議，其中一個就是儲氫。納米管成本、納米管類型的多分散性以及加工和裝配方法的局限性是單壁納米管應用的重要障礙。這篇綜述至今被引用10108次。

文獻鏈接：Carbon Nanotubes--the Route Toward Applications（Science，2002，DOI: 10.1126/science.1060928）

5. Nature Materials：石墨烯的興起

圖5 石墨烯是所有碳材料的2D建筑材料

（它可以包裹成0D buckyballs，卷成1D納米管或堆積成3D石墨）

圖6 非晶態金屬原子變形機制的二維原理圖

非晶合金的機械性能在材料中相當獨特并且具有潛在的實際意義。2007年，麻省理工學院材料科學與工程系Christopher A.Schuh（通訊作者）等人參考443篇研究成果整理了金屬玻璃力學行為的即時進展，特別強調了變形和斷裂機制。關于彈性，塑性流動和局部化，斷裂和疲勞的原子論和實驗工作都進行了討論，并且在可能的情況下，理論發展與宏觀實驗響應互相聯系。玻璃結構對機械性能的作用和形變對玻璃結構的影響也有所描述。最后，研究確定了一些該領域尚未解決的重要問題。

文獻鏈接：Mechanical behavior of amorphous alloys（Acta Mater.，2007, doi.org/10.1016/j.actamat.2007.01.052）?

7. Chemical Society Reviews：金屬有機骨架材料MOFs作為催化劑

圖7 用于合成催化活性MOFs的各種有機支柱的結構

在2003-2008這5年中，MOFs作為催化劑的概念已經從假設發展到一個“真正的”應用程序，涵蓋了二十多個實驗事例。2009年，西北大學化學系Joseph T. Hupp（通訊作者）等人詳述了基于MOFs的催化新興領域。包括：用金屬節點進行催化、用框架節點設計的催化作用、用均勻催化劑作為骨架支柱引入的催化作用和MOF封裝簇的催化作用等等。和其他非均相催化劑一樣，MOFs比均相催化劑更容易進行反應后的分離和回收。在某些情況下，它們還可以提高催化劑的穩定性。MOFs的未來可立足于展示獨有的催化行為。

文獻鏈接：Metal–organic framework materials as catalysts（CHEM SOC REV，2009，DOI: 10.1039/B807080F）

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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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