核心观点与关键数据
- 研究背景: 石墨烯材料自2004年发现以来，因其独特的二维结构和优异的性能，成为全球研究热点，涉及光电、能源、复合材料、微电子器件和传感器等多个领域。
- 论文数量趋势: 2008年至2021年，SCI论文数据库中石墨烯材料相关论文总量达95178篇，呈现递增趋势，2019年达到顶峰12756篇。2010年论文数量突增，标志着研究进入新阶段，随后逐渐趋于平稳发展阶段。
- 研究热点: 全球石墨烯材料主要研究热点围绕四个方面：
- 石墨烯的性能改进: 涉及机械性能、电子性能、导热性、表面性能、导电性能等。
- 石墨烯的最终运用领域: 涉及电子显微镜、石墨烯片、碳纳米管、锂离子电池、实际应用、超级电容器等。
- 石墨烯的表征方法: 涉及协同效应、X射线衍射、傅里叶变换、氧还原反应、活性位点、析氢反应、催化活性、化学气相沉积等。
- 石墨烯复合材料: 涉及氧化石墨烯、氧化还原石墨烯、复合纤维、纳米纤维、聚丙烯腈、纤维材料、纳米复合材料、2D材料等。
- 主题词演化:
- 2008-2010年: 石墨烯片、石墨烯层、碳纳米管、氧化石墨烯、石墨烯纳米带、电子结构、电子性质、拉曼光谱、双层石墨烯、狄拉克点。
- 2011-2015年: 氧化石墨烯、石墨烯片、拉曼光谱、X射线衍射、电流密度、碳纳米管、石墨烯层、电子显微镜、电子性质。
- 2016-2020年: 氧化石墨烯、摄氏度、电流密度、X射线衍射、拉曼光谱、实际应用、机械性能、锂离子电池、碳纳米管。
- 2021年后: 氧化石墨烯、摄氏度、电流密度力学性能、实际应用、2D材料、拉曼光谱、X射线衍射、碳纳米管、协同效应。
- 资助项目与机构: 中国在石墨烯材料领域的研究投入力度最大，机构占比最高。排名前五的资助项目与机构中，中国项目占比80%。排名前五的机构分别为中国科学院、清华大学、中国科学院大学、中国科技大学、南洋理工大学。
- 学科分布: 石墨烯材料研究涉及30个学科，其中多学科交叉材料科学、纳米科学与纳米技术、物理化学、应用物理学、凝聚态物理学发文量最多。
- 学科演化: 石墨烯技术研究呈现跨学科性质，通过与其他研究领域的深度结合，有助于推动领域发展。
- 学科交叉: 交叉融合显著的多学科交叉材料科学、纳米科学和纳米技术、应用物理、凝聚态物理学、多学科交叉化学等。
- 期刊分布: 主要期刊平台包括《PHYSICAL REVIEW B》、《ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES》、《CARBON》、《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A》、《NANOSCALE》等。
- 国家（地区）合著与竞争: 中国石墨烯科研产出稳居首位，美国、韩国、印度、德国紧随其后。中美之间的合作最为显著。技术关联关系显著的国家关联网络群分别为德国与欧洲多国、韩国与亚洲多国、中国与美国等。
- 机构合著与竞争: 中国机构仍是石墨烯领域研究的中坚力量。排名前五的机构为中国科学院、清华大学、中国科学院大学、中国科技大学、南洋理工大学。突现明显的机构有中国科学院、都柏林圣三一大学、阿尔托大学。中美团队合作关系最为显著。
- 作者与科研团队: 排名前五的作者分别为Tour, James M.、Ajayan, Pulickel M.、Zhang, Hua、Kong, Jing、Warner, Jamie H.，其中美国作者占比50%，中国学者为Liu, Zhongfan。已形成成熟的合作体系，中美团队合作关系最为显著。
研究结论
- 中国在石墨烯材料领域的研究处于国际领先地位，但基础研究能力、龙头企业带动、产业链成熟等方面仍存在不足，需要进一步完善国家科技创新体系，推动产业健康可持续发展。
- 石墨烯材料研究呈现跨学科性质，未来需要加强与其他领域的交叉融合，推动领域创新。
- 中美合作在石墨烯材料领域最为显著，未来需要进一步加强国际合作，共同推动领域发展。
