12月3日,中国科学院科技战略咨询研究院、中国科学院文献情报中心与科睿唯安联合发布的《2025研究前沿》报告,遴选出2025年全球较为活跃或发展迅速的128个研究前沿,并对相关学科的发展趋势进行了研判。
化学与材料科学领域Top10热点前沿主要分布在合成化学、材料回收与循环利用、锂电池、能源材料等研究方向。
·合成化学方向
有四项,分别是苯环的生物电子等排体合成、COF光催化合成过氧化氢、电化学还原二氧化碳制多碳产物、ET水解酶的定向进化与设计。
·材料回收与循环利用方向
有两项,分别是回收利用废旧锂离子电池正极材料、废旧聚烯烃塑料的化学回收。
·锂电池方向
有两项,分别为锂离子电池单晶高镍正极材料、用于全固态电池的卤化物固态电解质。
·能源材料方向
有两项,分别为高性能热电材料、高温储能聚合物电介质。
“废旧聚烯烃塑料的化学回收”和“用于全固态电池的卤化物固态电解质”入选2025年重点热点前沿。
废旧聚烯烃塑料的化学回收
化学回收是一种复杂但更具潜力的回收方法,包括循环回收和升级回收两条路线。循环回收是把废旧塑料解聚为基本单体,这些单体可以重新用于聚合形成原始塑料或新材料。升级回收则是把废旧塑料作为原料,用于合成更具价值的聚合物、分子或材料。本前沿的42篇核心论文围绕聚烯烃的化学回收,开发了催化热解、催化氢解、串联氢解/芳构化、串联裂解/烷基化等多种方法和相应的催化剂。被引次数最高的四篇文献全部是综述,总结了各种化学回收路线。
用于全固态电池的卤化物固态电解质
固态电解质是全固态电池的核心部件,其研发进展直接影响全固态电池的发展进程。固态电解质主要包括聚合物固态电解质、无机固态电解质、复合固态电解质(聚合物 + 无机物)三种类型,其中,无机固态电解质又可分为氧化物、硫化物、卤化物、硼氢化物等类型。目前最具潜力的类型包括氧化物、硫化物和聚合物,硼氢化物和卤化物类型近年也取得突破性进展。卤化物型固态电解质具有室温离子电导率较高、与氧化物正极界面稳定性好等优点。本前沿的26篇核心论文研发的固态电解质以氯化物型为主,也有氯氧化物、溴化物等类型。
在化学与材料科学领域
新兴前沿有1项研究入选,即“倒置钙钛矿太阳能电池稳定性及转换效率提升策略”。钙钛矿太阳电池具有出色的光电转换效率及低温溶液可加工优势,被认定为下一代光伏技术的核心发展方向。倒置钙钛矿太阳能电池采用p-i-n结构的纵向堆叠结构,与正置钙钛矿太阳能电池相比,在界面稳定性、工艺兼容性与产业化适配性上具备显著优势,为其实现大规模生产和商业化应用提供了有力支持。目前该研究方向主要致力于其稳定性及转换效率的提升。
同日发布的《2025研究前沿热度指数》报告显示:在11大学科领域整体层面,美国仍是最为活跃的国家,中国继续排名第二,而中国与美国的差距继续缩小。其中,中国在农业科学、植物学和动物学、生态与环境科学、化学与材料科学、物理学、信息科学等6个领域排名第一。
值得一提的是,中国在化学与材料科学领域优势突出,排名第一的前沿数有9个,远远超过美国(2个)。
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