第5期 马丹丹,等:国内外石墨烯复合材料研究态势可视化对比分析 4基于突变词的研究前沿比较 突变词是在短时期内增速突然加快或频率突然 加快的词,依据词频的时间分布,可以将突现词从大 量的主题词中探测出来,利用突变词的动态变化性, 而不仅仅是频次的高低,来确定研究的前沿领域和 发展方向。陈超美博士开发的 Citespace软件 中,利用膨胀词探测( burst detection)技术和算法,无 论文献被引用次数多少,都能从中识别出突发文献 图8国际平台研究前沿时区演进图谱 因此,通过这种方法,即使因被引次数少而受限制文 ig. 8 International platform research frontier 献,也能从知识图谱中显示出来 time zone evolution map 图中十字环节点表示突变词,位置是突变词所 4.1国际研究前沿分析 发生的时间,按照突变词权重进行排序,得出表4所 将外文文献数据导入软件,节点类型设置为示的国际平台突变词权重及其相应的突变时间。突 eyword, Term Type选择 Burst terms,视图以Time变权重可以代表该关键词在一段时间内研究热度的 Zone方式显示,得到国际平台石墨烯复合材料领域突然关注程度,权重越大的关键词则越能反映石墨 研究前沿的突变词演进时区知识图谱,如图8所示。烯复合材料领域的研究前沿。 表4国际平台突变词权重(前10) Table 4 Weight of mutation words on international platform( first 10) 关键词 出现年份频次。权重突变开始突变结束2006-017突变时间 dispersion 200 2010 200633223.63332010 3 exfoliated graphite oxide 2006 33 17. 287 5 2010 201 functionalized graphene 8516.7029 015 6 sheet 2006 28615.7611 2007 walled carbon nanotube 2006 76 14 9238 2010 technology 063814.69422010 2014 9 electrochemical capacitor 2006 13.8839 e material 13.6122 通过以上分析可知: chemical capacitor),探究其所在文献,发现二维结构 (1)突变时间上,外文石墨烯复合材料的研究的石墨烯具有很强的吸附性能,实现石墨烯的均匀 急剧增加基本集中于2010-2015年。2010年英国分散仍然是一个巨大的挑战,为此开发一种简单的 曼彻斯特大学两位物理学家分离出石墨烯而获得诺浆料复合方法,制备高效分散石墨烯的复合材料成 贝尔物理学奖,石墨烯才为全球学者所重视,之后各为研发热点2;基于不同碳纳米材料的复合来制备 国进入研发高潮;但有些国家(如英国)未能很好的新型先进纳米结构,以得到性能增强的储能器件,引 开发石墨烯的商业应用,相关应用研究和产业化发起了人们的广泛关注,助推了石墨烯复合材料的电 展明显落后于亚洲国家,而中国则在国际上展现研化学性能的研究;根据石墨层将碳纳米管分为单 发实力,目前专利数已占全球三分之一2-2。 壁和多壁碳纳米管,其强大的力学性能、导热和电容 (2)国际平台研究前沿为石墨烯的分散性(di性能使其成为复合材料领域理想的填料1;电化学 persion)、氧化石墨( graphite oxide)、电化学性能电容器材料有着超大电容量,它的功率密度比电池 ( electrochemical property)、改性石墨烯( functional-高近十倍,使它们成为具有高功率需求应用的理想 ized graphene)、石墨片层(shet)、碳纳米管壁选择20。通过分析石墨烯产业背景知,国外已有了 ( walled carbon nanotube)、电化学电容器( electro-良好的基础理论环境,偏向在功能化复合材料应用,４ 基于突变词的研究前沿比较 突变词是在短时期内增速突然加快或频率突然 加快的词，依据词频的时间分布，可以将突现词从大 量的主题词中探测出来，利用突变词的动态变化性， 而不仅仅是频次的高低，来确定研究的前沿领域和 发展方向［１９］ 。陈超美博士开发的 Ｃｉｔｅｓｐａｃｅ软件 中，利用膨胀词探测（ｂｕｒｓｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）技术和算法，无 论文献被引用次数多少，都能从中识别出突发文献， 因此，通过这种方法，即使因被引次数少而受限制文 献，也能从知识图谱中显示出来［２０］ 。 ４．１ 国际研究前沿分析 将外文文献数据导入软件，节点类型设置为 Ｋｅｙｗｏｒｄ，Ｔｅｒｍ Ｔｙｐｅ选择 ＢｕｒｓｔＴｅｒｍｓ，视图以 Ｔｉｍｅ Ｚｏｎｅ方式显示，得到国际平台石墨烯复合材料领域 研究前沿的突变词演进时区知识图谱，如图 ８所示。 图 ８ 国际平台研究前沿时区演进图谱 Ｆｉｇ．８ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｐｌａｔｆｏｒｍｒｅｓｅａｒｃｈｆｒｏｎｔｉｅｒ ｔｉｍｅｚｏｎｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｍａｐ 图中十字环节点表示突变词，位置是突变词所 发生的时间，按照突变词权重进行排序，得出表 ４所 示的国际平台突变词权重及其相应的突变时间。突 变权重可以代表该关键词在一段时间内研究热度的 突然关注程度，权重越大的关键词则越能反映石墨 烯复合材料领域的研究前沿。 表 ４ 国际平台突变词权重（前 １０） Ｔａｂｌｅ４ Ｗｅｉｇｈｔｏｆｍｕｔａｔｉｏｎｗｏｒｄｓｏｎｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｐｌａｔｆｏｒｍ（ｆｉｒｓｔ１０） 序号 关键词 出现年份 频次 权重 突变开始 突变结束 ２００６—２０１７突变时间 １ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ２００６ ６２ ２４．０２３４ ２０１０ ２０１４ !!!!"""""!!! ２ ｇｒａｐｈｉｔｅｏｘｉｄｅ ２００６ ３３２ ２３．６３３３ ２０１０ ２０１３ !!!!""""!!!! ３ ｅｘｆｏｌｉａｔｅｄｇｒａｐｈｉｔｅｏｘｉｄｅ ２００６ ３３ １７．２８７５ ２０１０ ２０１３ !!!!""""!!!! ４ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ ２００６ ４２ １７．２０４６ ２０１３ ２０１４ !!!!!!!""!!! ５ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄｇｒａｐｈｅｎｅ ２００６ ８５ １６．７０２９ ２０１０ ２０１５ !!!!""""""!! ６ ｓｈｅｅｔ ２００６ ２８６ １５．７６１１ ２００７ ２０１３ !"""""""!!!! ７ ｗａｌｌｅｄｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅ ２００６ ７６ １４．９２３８ ２０１０ ２０１５ !!!!""""""!! ８ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２００６ ３８ １４．６９４２ ２０１０ ２０１４ !!!!"""""!!! ９ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｃａｐａｃｉｔｏｒ ２００６ ５６ １３．８８３９ ２０１３ ２０１５ !!!!!!!"""!! １０ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌ ２００６ ２６ １３．６１２２ ２０１０ ２０１３ !!!!""""!!!! 通过以上分析可知： （１）突变时间上，外文石墨烯复合材料的研究 急剧增加基本集中于 ２０１０—２０１５年。２０１０年英国 曼彻斯特大学两位物理学家分离出石墨烯而获得诺 贝尔物理学奖，石墨烯才为全球学者所重视，之后各 国进入研发高潮；但有些国家（如英国）未能很好的 开发石墨烯的商业应用，相关应用研究和产业化发 展明显落后于亚洲国家，而中国则在国际上展现研 发实力，目前专利数已占全球三分之一［２１－２２］ 。 （２）国际平台研究前沿为石墨烯的分散性（ｄｉｓ ｐｅｒｓｉｏｎ）、氧化石墨 （ｇｒａｐｈｉｔｅｏｘｉｄｅ）、电化学性能 （ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ）、改性石墨烯（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｉｚｅｄｇｒａｐｈｅｎｅ）、石 墨 片 层 （ｓｈｅｅｔ）、碳 纳 米 管 壁 （ｗａｌｌｅｄｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅ）、电化学电容器 （ｅｌｅｃｔｒｏ ｃｈｅｍｉｃａｌｃａｐａｃｉｔｏｒ），探究其所在文献，发现二维结构 的石墨烯具有很强的吸附性能，实现石墨烯的均匀 分散仍然是一个巨大的挑战，为此开发一种简单的 浆料复合方法，制备高效分散石墨烯的复合材料成 为研发热点［２３］ ；基于不同碳纳米材料的复合来制备 新型先进纳米结构，以得到性能增强的储能器件，引 起了人们的广泛关注，助推了石墨烯复合材料的电 化学性能的研究［２４］ ；根据石墨层将碳纳米管分为单 壁和多壁碳纳米管，其强大的力学性能、导热和电容 性能使其成为复合材料领域理想的填料［２５］ ；电化学 电容器材料有着超大电容量，它的功率密度比电池 高近十倍，使它们成为具有高功率需求应用的理想 选择［２６］ 。通过分析石墨烯产业背景知，国外已有了 良好的基础理论环境，偏向在功能化复合材料应用， 第 ５期 马丹丹，等：国内外石墨烯复合材料研究态势可视化对比分析 ·２５·