12月3日，中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢研究院、中國科學院文獻情報中心與科睿唯安聯(lián)合發(fā)布的《2025研究前沿》報告，遴選出2025年全球較為活躍或發(fā)展迅速的128個研究前沿，并對相關學科的發(fā)展趨勢進行了研判。
化學與材料科學領域Top10熱點前沿主要分布在合成化學、材料回收與循環(huán)利用、鋰電池、能源材料等研究方向。
·合成化學方向
有四項，分別是苯環(huán)的生物電子等排體合成、COF光催化合成過氧化氫、電化學還原二氧化碳制多碳產(chǎn)物、ET水解酶的定向進化與設計。
·材料回收與循環(huán)利用方向
有兩項，分別是回收利用廢舊鋰離子電池正極材料、廢舊聚烯烴塑料的化學回收。
·鋰電池方向
有兩項，分別為鋰離子電池單晶高鎳正極材料、用于全固態(tài)電池的鹵化物固態(tài)電解質(zhì)。
·能源材料方向
有兩項，分別為高性能熱電材料、高溫儲能聚合物電介質(zhì)。
“廢舊聚烯烴塑料的化學回收”和“用于全固態(tài)電池的鹵化物固態(tài)電解質(zhì)”入選2025年重點熱點前沿。
廢舊聚烯烴塑料的化學回收
化學回收是一種復雜但更具潛力的回收方法，包括循環(huán)回收和升級回收兩條路線。循環(huán)回收是把廢舊塑料解聚為基本單體，這些單體可以重新用于聚合形成原始塑料或新材料。升級回收則是把廢舊塑料作為原料，用于合成更具價值的聚合物、分子或材料。本前沿的42篇核心論文圍繞聚烯烴的化學回收，開發(fā)了催化熱解、催化氫解、串聯(lián)氫解/芳構化、串聯(lián)裂解/烷基化等多種方法和相應的催化劑。被引次數(shù)最高的四篇文獻全部是綜述，總結了各種化學回收路線。
用于全固態(tài)電池的鹵化物固態(tài)電解質(zhì)
固態(tài)電解質(zhì)是全固態(tài)電池的核心部件，其研發(fā)進展直接影響全固態(tài)電池的發(fā)展進程。固態(tài)電解質(zhì)主要包括聚合物固態(tài)電解質(zhì)、無機固態(tài)電解質(zhì)、復合固態(tài)電解質(zhì)（聚合物 + 無機物）三種類型，其中，無機固態(tài)電解質(zhì)又可分為氧化物、硫化物、鹵化物、硼氫化物等類型。目前最具潛力的類型包括氧化物、硫化物和聚合物，硼氫化物和鹵化物類型近年也取得突破性進展。鹵化物型固態(tài)電解質(zhì)具有室溫離子電導率較高、與氧化物正極界面穩(wěn)定性好等優(yōu)點。本前沿的26篇核心論文研發(fā)的固態(tài)電解質(zhì)以氯化物型為主，也有氯氧化物、溴化物等類型。
在化學與材料科學領域
新興前沿有1項研究入選，即“倒置鈣鈦礦太陽能電池穩(wěn)定性及轉換效率提升策略”。鈣鈦礦太陽電池具有出色的光電轉換效率及低溫溶液可加工優(yōu)勢，被認定為下一代光伏技術的核心發(fā)展方向。倒置鈣鈦礦太陽能電池采用p-i-n結構的縱向堆疊結構，與正置鈣鈦礦太陽能電池相比，在界面穩(wěn)定性、工藝兼容性與產(chǎn)業(yè)化適配性上具備顯著優(yōu)勢，為其實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和商業(yè)化應用提供了有力支持。目前該研究方向主要致力于其穩(wěn)定性及轉換效率的提升。
同日發(fā)布的《2025研究前沿熱度指數(shù)》報告顯示：在11大學科領域整體層面，美國仍是最為活躍的國家，中國繼續(xù)排名第二，而中國與美國的差距繼續(xù)縮小。其中，中國在農(nóng)業(yè)科學、植物學和動物學、生態(tài)與環(huán)境科學、化學與材料科學、物理學、信息科學等6個領域排名第一。
值得一提的是，中國在化學與材料科學領域優(yōu)勢突出，排名第一的前沿數(shù)有9個，遠遠超過美國(2個)。
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