基于共词分析的近年纳米材料的研究热点及研究趋势

基于共词分析的近年纳米材料的研究热点及研究趋势

纳米材料是指材料显微结构中至少有一相的一维尺度在100nm以内的材料。纳米材料由于平均粒径微小、表面原子多、比表面积大、表面能高，因而其性质显示出独特的小尺寸效应、表面效应等特性，具有许多常规材料不可能具有的性能。纳米材料由于其超凡的特性，引起了人们越来越广泛的关注,不少学者认为纳米材料将是21世纪最有前途的材料之一，纳米技术将成为21世纪的主导技术。鉴于此，本文采用共词分析方法对近几年来纳米材料的发展趋势研究热点进行微观层面上的实证分析。

1、关键词的收集

本文以CNKI 数据库作为数据来源平台。并且，经过查阅发现CNKI 上不仅全面汇集我国出版的学术期刊，期刊论文收录详尽，并且容易收集资料，因此，本文最终选定以CNKI 数据库为数据收集的出发点，。选定文献来自核心期刊，五种核心期刊为材料科学与工程学报、材料科学与工艺、复合材料学报、材料导报、材料研究学报，指定主题为纳米材料，选定年限2000-2012，共搜出529篇文献。从得到的检索结果中剔除会议通知、课题、等消息类文献, 并只挑选有关键词的文献, 经过去重处理后, 最终得到相关文献460篇。

将搜索到的文献数据以自定义的方式，选择“关键词”项目输出，并导入Excel，以便于后续处理。 运用Excel的数据分析功能一一分列，将关键词进一步处理，处理结果如图所示。

2、高频关键词的选定

利用Excel的统计功能将所有关键词进行词频统计，获得原始关

键词1796个。去重后共得到987个关键词。选择词频不低于6次的关键词，筛选出30个关键词作为高频词。其中，关键词“纳米材料”词频134次，为最高频次。但鉴于“纳米材料”与本研究内容完全重合，在共词分析中难以发挥作用，予以舍弃，得到最终高频关键词29个，如表所示。

序号123456789101112131415关键词制备应用制备方法复合材料合成纳米纳米复合材料性能纳米结构碳纳米管改性纳米粒子制备技术聚合物力学性能词频453918171616151413111010988序号1617181920212223242526272829关键词纳米技术无机非金属材料自组装结构模板模板法纳米管纳米晶纳米颗粒二氧化钛机理纳米粉体纳米线研究进展词频88877777766666 3、词频分析

由上表可以看出，“制备”一次出现的次数最多，说明目前关于纳米材料主要的研究趋势集中在实际应用上，对于纳米材料的优良特性已经有大致的了解，各种研究还处于实验室阶段，不能大量生产应用，现在急需解决的是要怎样大量的应用在实际生产中，要应用就要首先解决如何大量批量生产出纳米材料，由于纳米材料的独特性能，使其批量自动化生产受到很大限制，需要进行研究探讨。高频词语中“制备方法”“合成”“改性”“制备技术”均研究的是关于纳米材料的工艺方法，研究制备的同时也加强了控制工程的研究，这包括颗粒尺寸、形状、

表面、微结构的控制，主要分以下几个方面：一是纳米颗粒的表面改性，通过纳米微粒的表面做异性物质和表面修饰可以改变表面带电状态、表面结构；而是通过纳米微粒在多孔基体中的分布状态来控制量子尺寸效应和渗流效应；三是通过设计纳米丝、管等来获得所需要的特性。

再者就是关于如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特性能，设计纳米材料复合材料，通常采用纳米微粒与纳米微粒的复合，纳米微粒与常规块体复合及发展复合材料的合成及物性的探索，比如关键词“复合材料”“合成”出现的次数也比较多。

同时，纳米材料研究的内涵也在不断的扩大，从最开始的纳米粒子发展到纳米晶、纳米相，以及后来又涉及到纳米丝、纳米管、介孔材料，这些为合成组装纳米材料提供了新的机遇。

由于纳米材料具有其他材料不具有的特性，目前纳米材料与其他材料的复合也是研究的热点，采用纳米材料的金属和合金来大幅度提高材料的强度、硬度、导热导电性，制备出性能优异的新型材料，达到材料改性的的目的，应用前景广阔。

4、共词分析

通过关键词筛选选出上述纳米材料学科29个高频关键词并按照次数由高到低的顺序进行了排列，这些关键词之所以能够成为高频关键词正是因为其出现的高频次在很大程度上说明其代表的研究重点。但每一个研究重点之间又不是彼此单独存在的，都与其他的研究重点相关联。因此，如果能够理清各研究重点之间的关系，就能揭示该学

科的总体研究结构，研究的对象就是这些筛选出的高频关键词。

两两统计不同关键词在同一篇文章中出现的次数，形成29X29的共词对称矩阵。然后计算出相似矩阵，使矩阵的对角线的值为1，其他数值为小于1的小数，构造相异矩阵。由于相关矩阵中的0 值过多，统计时容易造成误差过大，为了方便进一步处理，用1与全部相关矩阵中的数据相减，得到表示两词对相异程度的相异矩阵，作为后面聚类分析的矩阵变量，最后运用软件进行聚类分析以及因子分析的相关分析，使研究结果更准确可靠，能够从不同角度分析出目前纳米材料的研究热点和发展趋势。

总之，可以预见,随着经济的发展和社会的进步,纳米科技和纳米材料的研究将不断深入,对社会的影响将越来越大。面对科技发展的大好形势,我们必须加倍重视纳米科技的研究,注重纳米技术与其它领域的交叉,推动知识和技术创新,为21世纪中国经济腾飞奠定基础。