11月28日，中(zhong)國科(ke)學院與科(ke)睿唯安聯合發(fa)(fa)布的(de)《2023研(yan)究(jiu)前沿(yan)》報(bao)告，遴選出2023年全球較為活躍或(huo)發(fa)(fa)展迅速的(de)128個研(yan)究(jiu)前沿(yan)，并對(dui)相關(guan)學科(ke)的(de)發(fa)(fa)展趨勢和重點問題進行了研(yan)判。

報告遴選的128個(ge)研(yan)究前沿包括110個(ge)熱點(dian)前沿和(he)18個(ge)新興前沿，涵(han)蓋農業科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)、植物(wu)學(xue)(xue)(xue)(xue)和(he)動物(wu)學(xue)(xue)(xue)(xue)，生態與(yu)(yu)環境科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)，地球科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)，臨床醫學(xue)(xue)(xue)(xue)，生物(wu)科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)，化學(xue)(xue)(xue)(xue)與(yu)(yu)材料科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)，物(wu)理學(xue)(xue)(xue)(xue)，天文學(xue)(xue)(xue)(xue)與(yu)(yu)天體物(wu)理學(xue)(xue)(xue)(xue)，數學(xue)(xue)(xue)(xue)，信息科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)，經濟學(xue)(xue)(xue)(xue)、心理學(xue)(xue)(xue)(xue)及其他社會科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)等11個(ge)高度聚合的大學(xue)(xue)(xue)(xue)科(ke)領域。

化(hua)學(xue)與材(cai)料科(ke)學(xue)領域Top10熱點(dian)前(qian)沿主要分布在電化學(xue)、納(na)米材料、有機化學(xue)、新興交叉(cha)等研究方向。其(qi)中，人工分子機器和機械化學(xue)都是第二次入(ru)選Top10 熱點前沿(yan)。

• 電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)方向有4項，分別(bie)為海水電(dian)(dian)(dian)解催化(hua)(hua)(hua)劑、電(dian)(dian)(dian)催化(hua)(hua)(hua)硝酸根還原合(he)成氨、陰離子(zi)交換膜燃料電(dian)(dian)(dian)池、電(dian)(dian)(dian)催化(hua)(hua)(hua)合(he)成過氧化(hua)(hua)(hua)氫。
• 納米材料方向(xiang)有3項，分別(bie)為高熵合金催化劑、量子(zi)點發光二極管(guan)、二維晶體管(guan)。
• 有(you)機化學方向有(you)2項，分(fen)別(bie)為人工(gong)分(fen)子機器和(he)超(chao)分(fen)子粘合劑(ji)。
• 新興交叉方向(xiang)有1項(xiang)，為機械化學。
  

海水電解(jie)催化(hua)劑：海(hai)水電解(jie)(jie)不僅是一(yi)種生產(chan)清潔(jie)氫能的可行(xing)方法(fa)，而且(qie)對海(hai)水淡化(hua)也具有重要意義。然而，與析(xi)氧反應(ying)同時發生的析(xi)氯(lv)反應(ying)極大地影響(xiang)了海(hai)水電解(jie)(jie)的整體性(xing)能。因此，海(hai)水電解(jie)(jie)的實施需要高(gao)效(xiao)、耐(nai)用(yong)的電催化(hua)劑，特別是陽極催化(hua)劑，以(yi)保證析(xi)氧反應(ying)免受氯(lv)化(hua)物腐蝕(shi)。

該前沿的11篇(pian)核心論文涉及陽極析氧催(cui)化劑(ji)(ji)(ji)(ji)和陰極析氫催(cui)化劑(ji)(ji)(ji)(ji)，重點是(shi)析氧催(cui)化劑(ji)(ji)(ji)(ji)。研究人員(yuan)使(shi)用鎳、鐵(tie)、鈷等活(huo)性(xing)元素制備催(cui)化劑(ji)(ji)(ji)(ji)，實(shi)現(xian)(xian)了常溫、堿性(xing)、工(gong)業電流(liu)密度條件下(xia)長時(shi)間高(gao)效電解海(hai)水，超過了商業銥基催(cui)化劑(ji)(ji)(ji)(ji)的表(biao)現(xian)(xian)。

電催化合成過氧化氫：作(zuo)為一種高(gao)(gao)(gao)價(jia)(jia)值的環保型氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑，過氧(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)被廣泛(fan)用于(yu)廢水處理、化(hua)(hua)(hua)學品合(he)成等過程(cheng)(cheng)(cheng)。但(dan)是，當前工業上合(he)成過氧(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)需(xu)使用高(gao)(gao)(gao)能(neng)耗(hao)的蒽醌工藝，成本(ben)高(gao)(gao)(gao)昂，不適(shi)合(he)于(yu)現(xian)場(chang)按(an)需(xu)制備。通過兩電(dian)子氧(yang)還(huan)原反應(ying)或者兩電(dian)子水氧(yang)化(hua)(hua)(hua)反應(ying)電(dian)催(cui)化(hua)(hua)(hua)合(he)成過氧(yang)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)，可以(yi)實現(xian)按(an)需(xu)現(xian)場(chang)合(he)成，是一種富有(you)前景的替代過程(cheng)(cheng)(cheng)。然而，研發用于(yu)該過程(cheng)(cheng)(cheng)的廉(lian)價(jia)(jia)、高(gao)(gao)(gao)效、高(gao)(gao)(gao)選(xuan)擇(ze)性(xing)的電(dian)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑仍具挑戰。

該前沿的39篇核心論文涉及催(cui)化(hua)劑研(yan)究和電極設計，主要是(shi)前者。研(yan)究人員不僅研(yan)究了(le)用于氧(yang)還(huan)原反應的金屬單原子（例(li)如(ru)(ru)，鈷、鉬）、碳基材料等催(cui)化(hua)劑類(lei)型(xing)，還(huan)研(yan)究了(le)用于水(shui)氧(yang)化(hua)反應的金屬氧(yang)化(hua)物（例(li)如(ru)(ru)，BiVO4）等催(cui)化(hua)劑類(lei)型(xing)。

在(zai)化(hua)學與材料科(ke)學領域共有2項研(yan)究入選(xuan)新興前沿，且均與能源的轉化和存儲相關。

“高(gao)性能HER和ORR光催化劑的(de)開發及(ji)其在太陽能燃料合(he)成(cheng)中的(de)應用”主要(yao)涉及利用(yong)光(guang)催化劑，如(ru)共價有機(ji)框架化合物(wu)(wu)和(he)金屬氧化物(wu)(wu)半導體等(deng)，通過氫還原反應(ying)（HER）和(he)氧還原反應(ying)（ORR）將太陽能轉化為綠色燃料，如(ru)氫氣(qi)和(he)雙(shuang)氧水。

“聚合物介質電(dian)容器的制備(bei)”主要涉及利用(yong)聚合物作為電容(rong)器(qi)的(de)介質(zhi)，調(diao)整(zheng)其組成和結構，實現電容(rong)器(qi)能量密度和放電效率的(de)同(tong)時(shi)提高。

當天同時發(fa)布了《2023研(yan)究(jiu)前沿熱度指(zhi)數》報告，評估了世界主(zhu)要(yao)國(guo)(guo)家和地(di)區(qu)在(zai)(zai)(zai)128個(ge)研(yan)究(jiu)前沿中的研(yan)究(jiu)活躍(yue)(yue)程度。報告顯示：在(zai)(zai)(zai)11大學科領域整體(ti)層(ceng)面，美(mei)國(guo)(guo)仍是最為活躍(yue)(yue)的國(guo)(guo)家，中國(guo)(guo)繼(ji)續排名(ming)第(di)二，中美(mei)之間的差距在(zai)(zai)(zai)縮小。排名(ming)前五的國(guo)(guo)家還包(bao)括(kuo)英國(guo)(guo)、德(de)國(guo)(guo)和法國(guo)(guo)。

分(fen)領(ling)(ling)(ling)(ling)域(yu)(yu)比較來看(kan)，美國在地球科學(xue)領(ling)(ling)(ling)(ling)域(yu)(yu)、臨床醫學(xue)領(ling)(ling)(ling)(ling)域(yu)(yu)、生物科學(xue)領(ling)(ling)(ling)(ling)域(yu)(yu)、物理學(xue)領(ling)(ling)(ling)(ling)域(yu)(yu)、天文(wen)學(xue)與天體(ti)物理學(xue)領(ling)(ling)(ling)(ling)域(yu)(yu)和(he)數學(xue)領(ling)(ling)(ling)(ling)域(yu)(yu)這6個(ge)領(ling)(ling)(ling)(ling)域(yu)(yu)的研究(jiu)前(qian)沿熱度指數得分(fen)排名(ming)第一，其他5個(ge)領(ling)(ling)(ling)(ling)域(yu)(yu)排名(ming)第二，表明其基礎研究(jiu)活(huo)躍程度整體(ti)較強。

中國在農業科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)、植物(wu)(wu)學(xue)(xue)和(he)動物(wu)(wu)學(xue)(xue)領(ling)(ling)(ling)域，生態與環境科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)領(ling)(ling)(ling)域，化學(xue)(xue)與材料科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)領(ling)(ling)(ling)域，信息科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)領(ling)(ling)(ling)域和(he)經(jing)濟學(xue)(xue)、心理(li)學(xue)(xue)及其(qi)他社會科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)領(ling)(ling)(ling)域這5個領(ling)(ling)(ling)域均排(pai)(pai)(pai)名(ming)(ming)第一，在物(wu)(wu)理(li)領(ling)(ling)(ling)域和(he)數學(xue)(xue)領(ling)(ling)(ling)域排(pai)(pai)(pai)名(ming)(ming)第二，在生物(wu)(wu)科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)領(ling)(ling)(ling)域排(pai)(pai)(pai)名(ming)(ming)第三，在地(di)球科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)領(ling)(ling)(ling)域、臨(lin)床醫學(xue)(xue)領(ling)(ling)(ling)域和(he)天(tian)文(wen)學(xue)(xue)與天(tian)體(ti)物(wu)(wu)理(li)學(xue)(xue)領(ling)(ling)(ling)域分別排(pai)(pai)(pai)名(ming)(ming)第五、第九和(he)第八名(ming)(ming)。

值(zhi)得一(yi)提(ti)的是(shi)，十一(yi)大(da)學科領域中(zhong)，中國在化學與材料科學領域排名第一的前沿為8個，遠遠超過美國的3個。

據介紹，“研究(jiu)(jiu)前沿”和“研究(jiu)(jiu)前沿熱度(du)指數”年(nian)度(du)報告已(yi)連(lian)續(xu)多年(nian)發布，報告研究(jiu)(jiu)方法(fa)持續(xu)優(you)化，核心內容不斷豐富，社會(hui)關注度(du)持續(xu)提(ti)升(sheng)。

轉載(zai)自：化工好料(liao)到

來源：中國(guo)化(hua)工報