品味经典！七大材料领域高被引TOP1文章鉴赏

震惊?! 据说有一篇关于石墨烯的文章被引用了9千多次！！

从最开始的富勒烯到碳纳米管，到今天风头正劲的石墨烯，再到如今如火如荼的锂离子电池材料研究，它们最受欢迎的文章是什么？2017年，欧洲足球赛事 推出大热之作《你们研究方向的鼻祖来了！近年材料研究热点的“开山”文章汇总》。2018年，材料人再续前缘，为您整理近年来材料研究热点的“最高引”文章。

【引读】

从期刊分布可以看出Science以压倒性的优势占据了半壁江山，科学顶刊实至名归。

【正文】

1. Nature Materials：用于可充电电池的多功能3.5 V铁-磷酸盐负极

图1 Na2FePO4F的电子显微镜分析

纳米结构的锂过渡金属磷酸盐具有优异的性能，如高储能容量、电化学稳定性、低成本、低环境影响和安全性。2007年，加拿大滑铁卢大学L. F. Nazar（通讯作者）等人报道了一种钠/磷酸铁锂， A2FePO4F（A = Na，Li），可用作Li离子或Na离子电池中的负极。此外，它具有用于Li +传输的简单二维路径，并且还原氧化的结构变化最小。体积变化仅为3.7％，并且可逆容量为理论值的85％。

文献链接：A multifunctional 3.5 V iron-based phosphate cathode for rechargeable batteries（,2007, doi:10.1038/nmat2007）

2. JACS：高效可见光驱动的光催化氢制备石墨烯纳米片

图2 可见光下石墨烯-CdS体系中电荷分离和转移的示意图

随着全球能源危机日益严重，光催化水分解生产清洁和可再生的氢能源受到了越来越多关注。2011年，国家纳米滚球体育 中心宫建茹研究员和武汉理工大学余家国教授（共同通讯作者）等人使用CdS簇装饰的石墨烯纳米片作为可见光驱动的光催化剂，实现了高效的光催化制氢。以石墨烯氧化物（GO）为载体，醋酸镉（Cd（Ac）2）为CdS前驱体，采用溶剂热法制备该材料。这种纳米尺寸的复合材料在可见光照射下能达到1.12mmol h-1的H 2产率（比纯CdS纳米颗粒高约4.87倍）。

文献链接：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：光致电子从导电聚合物转移到富勒烯

图3 （MEH-PPV）-C₆₀复合材料在室温下的吸收光谱

关于光诱导电子从导电聚合物的激发态转移到富勒烯C₆₀的实例，已经有过报道。用能量大于π-π*间隙的光对共轭聚合物进行光激发之后，引发电子转移至C₆₀分子。光致光学吸收的研究表明复合物与单独组分的激发光谱相比，与光激发电荷转移一致。光诱导电子自旋共振信号表现出导电聚合物阳离子和C₆₀阴离子的特征。由于导电聚合物中的光致发光在与C₆₀的相互作用后淬灭，所以数据表明从激发态转移电荷发生在皮秒时间尺度上。

文献链接：Photoinduced Electron Transfer from a Conducting Polymer to Buckminsterfullerene（Science，1992，DOI: 10.1126/science.258.5087.1474）

4. Science：具有高电催化活性的氮掺杂碳纳米管阵列

图4（D）计算NCNT的电荷密度分布

用于氧还原反应（ORR）的铂基电催化剂价格昂贵，找不到高效低成本的替代电极，燃料电池将难以实现大规模的实际应用。2009年，美国代顿大学化学与材料工程系戴黎明教授（通讯作者）等人，研究发现垂直排列的含氮碳纳米管（VA-NCNTs）可以作为无金属电极，具有比铂-碱性燃料电池更好的电催化活性、稳定性和交叉效应耐受性。高比表面积、良好的电气和机械性能，以及碳纳米管固有的热稳定性特征为燃料电池的使用提供了额外的优势。研究所展示的氮掺杂的作用可用于设计和开发各种无金属ORR催化剂，并且这些含氮碳纳米管在实际应用中也有着广阔的前景。

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

5. Carbon：通过剥落氧化石墨的化学还原反应合成石墨烯纳米片

图5 非接触模式AFM图像

石墨具有出色的结构、热学和电学性能，引起了研究者们的广泛关注。如果石墨可以剥离成纳米薄片，甚至下降到单个石墨烯薄片的水平，这些优异的性能可能与纳米级相关。2007年，美国西北大学Rodney S.Ruoff和SonBinh T.Nguyen（共同通讯作者）等人通过肼处理合成了由石墨烯薄片构成的高表面积碳材料，并通过元素分析、热重分析、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、NMR光谱、拉曼光谱和电导率测量来表征材料。还原的氧化石墨烯片材具备多种应用可能性，例如储氢和作为复合材料中的导电填充材料。

文献链接：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：室温下大块非晶合金的纳米压痕纳米化

图6 超细缩痕四周的形变图

在金属玻璃薄带严重弯曲的过程中产生的剪切带中可形成纳米微晶。2002年，美国麻省理工学院材料科学与工程系S. Suresh（通讯作者）等人展示了这一实验证据，原子力显微镜和透射电子显微镜显示，纳米晶体在凹痕附近产生的剪切带和周围成核，并且它们与退火期间形成的微晶相同，在783K时不变形。类似于玻璃质聚合物实验的结果，研究结果被推断是由于带内的流动扩张和随之而来变形的剪切带内原子扩散流动性的结果。

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

7. Science：金属有机框架中的超高孔隙率

图7 MOF-210的晶体结构

金属有机骨架（MOFs）最重要的性质之一是它们的高孔隙率（空隙体积与总体积的比例）和高比表面积，因而开发了许多与气体储存、分离和催化有关的应用。2010年，加州大学洛杉矶分校Omar M. Yaghi和韩国崇实大学Jaheon Kim（共同通讯作者）等人合成了四种金属有机骨架，MOF-180 ，-200，-205和-210。这一系列MOFs的成员展现了出色的孔隙率和气体（氢气、甲烷和二氧化碳）吸收能力。

文献链接：Ultrahigh Porosity in Metal-Organic Frameworks（Science,2010,DOI: 10.1126/science.1192160）

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本文由材料人编辑部学术组Meadow供稿，欧洲足球赛事 整理编辑。

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