让你一次看过瘾！近年材料研究热点“高被引”综述汇总

前不久，材料人推出近年研究热门领域的“高被引”非综述类文章汇总，《品味经典！七大材料领域高被引文章鉴赏》，受到了小伙伴们热烈的反响。今天小编为您整理了这些领域的的“高被引”综述，有任何想法与提议，欢迎大家留言讨论！

【引读】

1.(戳一戳)Issues and challenges facing rechargeable lithium batteries|可充电锂电池面临的问题和挑战

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-富勒烯复合太阳能电池

4.(戳一戳)Carbon Nanotubes--the Route Toward Applications|碳纳米管的应用之路

5.(戳一戳)The rise of graphene|石墨烯的兴起

6.(戳一戳)Mechanical behavior of amorphous alloys|非晶合金的力学行为

7.(戳一戳)Metal–organic framework materials as catalysts|MOFs作为催化剂

【正文】

1.Nature：可充电锂电池面临的问题和挑战

图1. 根据体积和重量能量密度比较不同的电池技术

可充电锂离子电池是当今信息丰富的移动社会所需的便携式、娱乐、计算和电信设备的关键组件。受到便携式电子设备不断增长的需求推动，可充电固态电池的技术也在逐步改进。锂离子电池是首选系统，与同等电池技术相比，具有高能量密度、灵活轻便的设计和更长的使用寿命。2001年，锂电大牛 J.-M. Tarascon和M. Armand等人参考了71篇研究成果对当时可再充电锂电池的发展进行简要的历史回顾，强调正在进行的研究策略，并讨论这些系统的合成、表征、电化学性能和安全性方面存在的挑战。这篇综述至今被引用12010次。

文献链接：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

图2 使用粉末状光催化剂从水中生产太阳能氢气

在1998-2008这10年间，报道了许多由d⁰和d¹⁰构型的金属阳离子组成的氧化物、金属（氧化）硫化物和金属（氧）氮化物光催化剂。丰富的光催化剂库提供了影响光催化性能和新材料设计的重要信息。2008年，东京理科大学Akihiko Kudo（通讯作者）等人参考361篇研究成果，详细论述了光催化水分解和相关实验的基础，并且研究了用于水分解成H₂和O₂的非均相光催化剂材料。这篇综述至今被引用5490次。光催化水分解有望为建造一个简单干净的太阳能制氢系统作出贡献，在未来解决全球能源和环境问题。

文献链接： Heterogeneous photocatalyst materials for water splitting（CHEM SOC REV，2008，DOI: 10.1039/B800489G）

3. Angewandte Chemie-International Edition：聚合物-富勒烯复合太阳能电池

图3 聚合物-富勒烯复合太阳能电池

化石燃料替代品，如太阳能，正在走向各个研究领域的前沿。基于聚合物的有机光伏系统有望实现经济高效的轻质太阳能转换平台。从供体到受体的光致电子转移实现了这种太阳能电池的功能。富勒烯因其高电子亲和力和有效传输电荷的能力而成为无处不在的受体。2007年，加州大学伯克利分校化学系Jean M. J. Fréchet教授（通讯作者）等人参考361篇研究成果，详细介绍了聚合物-富勒烯复合太阳能电池。最有效的太阳能电池由双连续聚合物-富勒烯复合材料或本体异质结构制成。目前最好的太阳能电池的效率达到5％左右。

文献链接： Polymer–Fullerene Composite Solar Cells（Angew. Chem. Int. Ed.，2007，DOI: 10.1002/anie.200702506）

4. Science：碳纳米管的应用之路

图4 碳纳米管领域每年的科学出版物发行量和专利申请的比较

碳纳米管作为一维纳米材料，六边形结构完美连接，具有很多特殊的力学、电学和化学性能。近年来，随着碳纳米管及纳米材料的深入研究，其广阔的应用前景也不断地展现出来。纳米技术研究所Ray H. Baughman（通讯作者）等人参考72篇研究成果，详细论述了碳纳米管的潜在应用，包括电化学装置、储氢应用、场发射器件、纳米尺寸的电子器件、传感器与探针等等。到2002年，一些应用现在已经在产品中实现。其他一些早期被看好极具前景的应用却备受争议，其中一个就是储氢。纳米管成本、纳米管类型的多分散性以及加工和装配方法的局限性是单壁纳米管应用的重要障碍。这篇综述至今被引用10108次。

文献链接：Carbon Nanotubes--the Route Toward Applications（Science，2002，DOI: 10.1126/science.1060928）

5. Nature Materials：石墨烯的兴起

图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纳米管或堆积成3D石墨）

图6 非晶态金属原子变形机制的二维原理图

非晶合金的机械性能在材料中相当独特并且具有潜在的实际意义。2007年，麻省理工学院材料科学与工程系Christopher A.Schuh（通讯作者）等人参考443篇研究成果整理了金属玻璃力学行为的即时进展，特别强调了变形和断裂机制。关于弹性，塑性流动和局部化，断裂和疲劳的原子论和实验工作都进行了讨论，并且在可能的情况下，理论发展与宏观实验响应互相联系。玻璃结构对机械性能的作用和形变对玻璃结构的影响也有所描述。最后，研究确定了一些该领域尚未解决的重要问题。

文献链接：Mechanical behavior of amorphous alloys（Acta Mater.，2007, doi.org/10.1016/j.actamat.2007.01.052） 

7. Chemical Society Reviews：金属有机骨架材料MOFs作为催化剂

图7 用于合成催化活性MOFs的各种有机支柱的结构

在2003-2008这5年中，MOFs作为催化剂的概念已经从假设发展到一个“真正的”应用程序，涵盖了二十多个实验事例。2009年，西北大学化学系Joseph T. Hupp（通讯作者）等人详述了基于MOFs的催化新兴领域。包括：用金属节点进行催化、用框架节点设计的催化作用、用均匀催化剂作为骨架支柱引入的催化作用和MOF封装簇的催化作用等等。和其他非均相催化剂一样，MOFs比均相催化剂更容易进行反应后的分离和回收。在某些情况下，它们还可以提高催化剂的稳定性。MOFs的未来可立足于展示独有的催化行为。

文献链接：Metal–organic framework materials as catalysts（CHEM SOC REV，2009，DOI: 10.1039/B807080F）

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本文由材料人编辑部学术组Meadow供稿，材料牛整理编辑。

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