碳纳米管研究领域全景分析

1、 汤森路透科技集团 2009-03-03碳纳米管研究领域全景分析基于 Web of Science 汤森路透科技集团 本报告仅供参考碳纳米管研究领域全景分析数据来源： Web of Science （Science Citation Index Expanded, Conference Proceedings Citation Index）检索年限：SCI-E: 1900-至今 CPCI：1990-至今Web of Science简介一、Web of Science简介Web of Science是全球获取学术信息的重要数据库，由以下几个重要部分组成： Science Citation Ind

2、ex-Expanded （SCIE，科学引文索引） 可回溯到1900 Social Sciences Citation Index （SSCI，社会科学引文索引）可回溯到1956 Arts & Humanities Citation Index（A&HCI,艺术人文引文索引）可回溯到1975年 Conference Proceedings Citation Index Science (CPCI-S) 可回溯到1990Conference Proceedings Citation Index - Social Science & Humanities (CPCI-SSH

3、) 可回溯到1990 Index Chemicus收录了1993年以来新的化学物质事实性的数据 Current Chemical Reactions 收集了1840年以来新的化学反应的事实性的数据 基于一套严格的选刊程序以及客观的计量方法，Web of Science中收录了各学科领域中最具权威性和影响力的学术期刊和国际会议。同时，Web of Science 还收录了每一篇论文中所引用的参考文献、并按照被引作者、出处和出版年代编制成索引，建立了世界上影响力最大、最权威的引文索引数据库。通过独特的引文检索，您可以了解研究内容和研究方向的演变，而不受限于关键词的变迁。基于Web of Scien

4、ce分析碳纳米管研究的历史与现状 在1991年日本NEC公司基础研究实验室的电子显微镜专家饭岛(Iijima)在高分辨透射电子显微镜下检验石墨电弧设备中产生的球状碳分子时，意外发现了由管状的同轴纳米管组成的碳分子,这就是现在被称作的“Carbon nanotube”，即碳纳米管,又名巴基管。1993年。S.Iijima等和DS。Bethune等同时报道了采用电弧法，在石墨电极中添加一定的催化剂，可以得到仅仅具有一层管壁的碳纳米管，即单壁碳纳米管产物。1997年，AC.Dillon等报道了单壁碳纳米管的中空管可储存和稳定氢分子，引起广泛的关注。相关的实验研究和理论计算也相继展开。初步结果表明：碳

5、纳米管自身重量轻，具有中空的结构，可以作为储存氢气的优良容器，储存的氢气密度甚至比液态或固态氢气的密度还高。适当加热，氢气就可以慢慢释放出来。研究人员正在试图用碳纳米管制作轻便的可携带式的储氢容器。据推测，单壁碳纳米管的储氢量可达10%（质量比）。此外，碳纳米管还可以用来储存甲烷等其他气体。利用碳纳米管的性质可以制作出很多性能优异的复合材料。例如用碳纳米管材料增强的塑料力学性能优良、导电性好、耐腐蚀、屏蔽无线电波。使用水泥做基体的碳纳米管复合材料耐冲击性好、防静电、耐磨损、稳定性高，不易对环境造成影响。碳纳米管增强陶瓷复合材料强度高，抗冲击性能好。碳纳米管上由于存在五元环的缺陷，增强了反应活性

6、，在高温和其他物质存在的条件下，碳纳米管容易在端面处打开，形成一个管子，极易被金属浸润、和金属形成金属基复合材料。这样的材料强度高、模量高、耐高温、热膨胀系数小、抵抗热变性能强。碳纳米管还给物理学家提供了研究毛细现象机理最细的毛细管，给化学家提供了进行纳米化学反应最细的试管。碳纳米管上极小的微粒可以引起碳纳米管在电流中的摆动频率发生变化，利用这一点，1999年，巴西和美国科学家发明了精度在10-17kg精度的“纳米秤”，能够称量单个病毒的质量。随后德国科学家研制出能称量单个原子的“纳米秤”。基于Web of Science数据库的趋势分析一、该研究科技论文产出数量与增长趋势截止到2009年3月

7、8日， Web of Science数据库有关碳纳米管的研究论文有39692篇，被引用次数最高的文章则是美国休斯敦的莱斯大学（Rice University）的研究团体与宾夕法尼亚州立大学等多家研究机构共同参与研究，并于1996年发表在SCIENCE上的Crystalline ropes of metallic carbon nanotubes，总被引次数达到2，801次。 通过利用Web of Science的分析工具对39692篇文章的发表年代进行统计分析，我们可以清晰的看到科研成果的发展趋势。从图1中可以看到：自1992年以来，碳纳米管的科研活动始终处于活跃状态，2008年该研究领域的期

8、刊论文和会议论文的总数达到7562篇。中国作者从1994年开始在该领域中发表论文，2008年共发表有关碳纳米管研究领域论文1901篇。图1碳纳米管研究的科技论文产出数量及增长趋势图2：碳纳米管研究中中国发表论文与世界论文的比对二、 学科分布概况从Web of Science收录的科技论文统计结果中(如图2所示)，可以十分清晰的看到材料科学是碳纳米管研究最为活跃的研究领域。其他比较活跃的学科包括：物理化学、纳米科学与技术、物理、原子物理、电化学、工程技术等。图2碳纳米管前20个较活跃学科的科技论文产出情况三、科研实力分析通过对碳纳米管研究39，692篇科技论文的作者署名国家进行分析，可以对科研涉

9、及的国家分布有一个大致的了解。分析结果显示：美国在碳纳米管研究中发表论文位居首位，而中国名列第二，而图3中显示了前25个主要合作的国家和地区。图3碳纳米管研究主要科研国家与地区此外，图4表明：除中国科学院以外，包括清华大学、北京大学、浙江大学、南京大学、等在内的知名高等学府都在碳纳米管研究中有杰出表现。图4碳纳米管研究的主要研究机构14 基于Web of Science数据库的文献调研一、高被引综述据Web of Science数据库统计结果显示：碳纳米管研究领域的综述论文共有1296篇，涉及材料科学、化学、应用物理、凝聚态物理等学科领域，其中被引用次数最高的综述论文迄今共被引用2441词（见

10、下图5）。图5碳纳米管研究高被引综述其中被引用次数最高的前10篇综述是：显示 1 条，共 10 条作者: Burda, C; Chen, XB; Narayanan, R; El-Sayed, MA标题: Chemistry and properties of nanocrystals of different shapes来源出版物: CHEMICAL REVIEWS, 105 (4): 1025-1102 APR 2005地址: Case Western Reserve Univ, Dept Chem, Ctr Chem Dynam & Nanomat Res, Cleveland

11、, OH 44106 USA; Georgia Inst Technol, Sch Chem & Biochem, Laser Dynam Lab, Atlanta, GA 30332 USA再版地址: Burda, C, Case Western Reserve Univ, Dept Chem, Ctr Chem Dynam & Nanomat Res, Millis 2258, Cleveland, OH 44106 USA.电子邮箱地址: 被引频次: 876DOI: 10.1021/cr030063a学科类别: Chemistry, Multid

12、isciplinary显示 2 条，共 10 条作者: Li, D; Xia, YN标题: Electrospinning of nanofibers: Reinventing the wheel?来源出版物: ADVANCED MATERIALS, 16 (14): 1151-1170 JUL 19 2004地址: Univ Washington, Dept Chem, Seattle, WA 98195 USA再版地址: Xia, YN, Univ Washington, Dept Chem, Seattle, WA 98195 USA.电子邮箱地址: xiachem.washington

13、.edu被引频次: 582DOI: 10.1002/adma.200400719学科类别: Chemistry, Multidisciplinary; Chemistry, Physical; Materials Science, Multidisciplinary显示 3 条，共 10 条作者: Xia, YN; Yang, PD; Sun, YG; Wu, YY; Mayers, B; Gates, B; Yin, YD; Kim, F; Yan, YQ标题: One-dimensional nanostructures: Synthesis, characterization, and

14、applications来源出版物: ADVANCED MATERIALS, 15 (5): 353-389 MAR 4 2003地址: Univ Washington, Dept Chem, Seattle, WA 98195 USA; Univ Calif Berkeley, Dept Chem, Berkeley, CA 94720 USA再版地址: Xia, YN, Univ Washington, Dept Chem, Seattle, WA 98195 USA.电子邮箱地址: ; p_被引频次

15、: 2441学科类别: Chemistry, Multidisciplinary; Chemistry, Physical; Materials Science, Multidisciplinary显示 4 条，共 10 条作者: Kitagawa, S; Kitaura, R; Noro, S标题: Functional porous coordination polymers来源出版物: ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION, 43 (18): 2334-2375 2004地址: Kyoto Univ, Grad Sch Engn, Dept Sy

16、nth Chem & Biol Chem, Nishikyo Ku, Kyoto 6158510, Japan再版地址: Kitagawa, S, Kyoto Univ, Grad Sch Engn, Dept Synth Chem & Biol Chem, Nishikyo Ku, Kyoto 6158510, Japan.电子邮箱地址: kitagawasbchem.kyoto-u.ac.jp被引频次: 1719DOI: 10.1002/anie.200300610学科类别: Chemistry, Multidisciplinary二、高被引论文情况碳纳米管研究领域中纯学术

17、研究论文共计27523篇，其中被引用次数最高的前10篇论文为。显示 1 条，共 10 条Pan, ZW; Dai, ZR; Wang, ZL. 2001. Nanobelts of semiconducting oxides. SCIENCE 291 (5510): 1947-1949.地址: Georgia Inst Technol, Sch Mat Sci & Engn, Atlanta, GA 30332 USA; Georgia Inst Technol, Sch Chem & Biochem, Atlanta, GA 30332 USA再版地址: Wang, ZL,

18、Georgia Inst Technol, Sch Mat Sci & Engn, Atlanta, GA 30332 USA.被引频次: 2542学科类别: Multidisciplinary Sciences显示 2 条，共 10 条Kong, J; Franklin, NR; Zhou, CW; Chapline, MG; Peng, S; Cho, KJ; Dai, HJ. 2000. Nanotube molecular wires as chemical sensors. SCIENCE 287 (5453): 622-625.地址: Stanford Univ, Dept

19、 Chem, Stanford, CA 94305 USA; Stanford Univ, Dept Mech Engn, Stanford, CA 94305 USA再版地址: Dai, HJ, Stanford Univ, Dept Chem, Stanford, CA 94305 USA.被引频次: 1993学科类别: Multidisciplinary Sciences显示 3 条，共 10 条Tans, SJ; Verschueren, ARM; Dekker, C. 1998. Room-temperature transistor based on a single carbon

20、 nanotube. NATURE 393 (6680): 49-52.地址: Delft Univ Technol, Dept Appl Phys, NL-2628 CJ Delft, Netherlands再版地址: Dekker, C, Delft Univ Technol, Dept Appl Phys, Lorentzweg 1, NL-2628 CJ Delft, Netherlands.被引频次: 2443学科类别: Multidisciplinary Sciences显示 4 条，共 10 条Morales, AM; Lieber, CM. 1998. A laser abla

21、tion method for the synthesis of crystalline semiconductor nanowires. SCIENCE 279 (5348): 208-211.地址: Harvard Univ, Dept Chem & Chem Biol, Cambridge, MA 02138 USA; Harvard Univ, Div Engn & Appl Sci, Cambridge, MA 02138 USA再版地址: Lieber, CM, Harvard Univ, Dept Chem & Chem Biol, Cambridge,

22、MA 02138 USA.被引频次: 2047学科类别: Multidisciplinary Sciences显示 5 条，共 10 条Wong, EW; Sheehan, PE; Lieber, CM. 1997. Nanobeam mechanics: Elasticity, strength, and toughness of nanorods and nanotubes. SCIENCE 277 (5334): 1971-1975.地址: HARVARD UNIV,DEPT CHEM,CAMBRIDGE,MA 02138; HARVARD UNIV,DIV ENGN & APPL SCI,CAMBRIDGE,MA 02138; HARVARD UNIV,DEPT CHEM,CAMBRIDGE,MA 02138被引频次: 1651学科类别: Multidisciplinary Sciences三、会议发表论文情况碳纳米管研究领域中会议论文共计9768篇，其中被引用次数最高的会议论文被引用782次。这9千多篇论文发表在2837个国际会议上，最主要是通过以下会议途径发表的：四、发表