电池、超导、催化和发光材料霸榜2024版研究前沿！

一、导读

2024年末，每年一期的《研究前沿》又如约而至，今年是该系列报告发布的第11年，该系列年度报告是由中国科学院的战略情报研究团队与科睿唯安（前身为汤森路透知识产权与滚球体育 事业部）持续合作的成果。该报告通过文献计量学方法，从基本科学指标数据库（ESI）前6年间出版的高质量成果中进行深度分析，最终遴选出那些极具影响力的前沿科学课题。

因此，通过今年发布的报告，我们可以深入了解前六年（2018—2023年）的国际学术前沿发展态势，这份报告在 11个大学科领域分别遴选出排名前10 的热点前沿，共计110项；此外，为了进一步揭示发展较快的研究前沿，在11个大学科领域中共遴选出15个新兴前沿。本文将根据这份最新出炉的《2024研究前沿》报告来分析物质科学领域的研究趋势。

二、物质科学热点前沿汇总

基于2024版《研究前沿》发布的全部数据，我们把化学与材料科学、物理学的热点前沿进行了汇总，结果如表1所示。总排名按照核心论文平均出版年排序，当出版年一致时，则按照核心论文数排序。

表1  2024年物质科学TOP20热点前沿

我们从表1 的数据中可以获得很多重要的信息，从而可以更好的把握当今物质科学的发展态势：

（一）距离本次报告发布最近的前5个热点前沿都发表于2021年上半年，其中有3个来源于物理领域，2个为材料化学领域，实际上，从更一般化的角度而言，除了引力理论之外，其余4项均为材料学范畴的研究对象；

（二）超导材料始终保持着极强的创新性，3个材料体系均入选热点前沿，其中，富氢化物的高温超导连续4年入选热点前沿，笼目超导材料 AV₃Sb₅和

无限层型镍酸盐则连续2年入选热点前沿。能够连续入选表明这些研究领域每年都会涌现出一定数量的高被引论文，此外，更重要的是该领域的持续创新性较强，超导蕴含着极其丰富的物理图像；

（三）通过梳理2020—2024年间发布的5次《研究前沿》，在2020年、2022年、2024年的3个偶数年均出现了“水系锌离子电池”， 其名称分别为水系锌离子电池正极材料、用于水系电池的锌金属负极研究，以及水系锌离子电池无枝晶锌金属负极设计，这3次入选时的核心论文平均出版年为2017、2019、2019。上述数据表明这一领域是目前电池领域的一大热点，这与锌离子电池的低成本和高安全性特点有关，然而，今年该热点的核心论文出版时间依旧在5年前，这表明新的研究创新点还没有成为共识性热点，明年很可能不会再次出现在TOP 10热点前沿之列；

（四）材料类研究几乎统治了物质科学！通过分析上述20个热点前沿，除了引力、量子密钥、暗物质之外，其余几乎都和材料学科相关，其中，电池出现4次、发光出现4次，超导出现3次、催化出现2次，如果再包括各出现1次的框架（吸附式大气集水）、分子磁和氧化镓材料体系，那么，共80%的热点前沿被大家耳熟能详的材料体系霸占了。

三、材料类前沿真的创新乏力了？

纵观近年来的上述前沿报告，特别是今年刚刚出炉的这份最新报告，我们清晰的看到，能源、催化类研究统治了整个榜单，并且呈现愈演愈烈之势，当然，其中还有些许细微差异。

首先，超导属于百年来一直备受追捧的能源之王。近年来出现了一系列新的材料体系，发现了诸多有趣物理故事，当然也出现了震惊学界的重大撤稿事件，以及不了了之的室温超导热搜，但该领域的关键科学问题一直没有解决，创新内生驱动力强劲。

其次，太阳能电池与金属离子电池等“电池类”领域，尽管不同研究体系存在一定的差异，但关键核心科学问题几乎雷同。研究者可以将A体系的研究思路照搬到B体系，做一定程度的修正，大概率会出现类似的“成功”。不断涌现所谓高安全系数、低成本的新体系，但真正具备大规模商用的现实世界可用材料并不多，始终走在追逐热点的赛道上，内卷和同质化研究过多。

实际上，材料化学领域依旧存在很多经典的尚无明确答案的机理性关键问题，但从事这类研究的学者越来越少。例如，物理化学分支的经典期刊的影响因子连年下跌，偏重于传统化学的期刊逐渐被边缘化。

本文最后，提出下述问题，欢迎大家在评论区留言：

材料化学类研究中有哪些尚未解决的科学难题？

本文由 Free-Writon供稿。