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纳米纤维的产业化生产关键技术国际态势分析
作者:董兰军 发表时间:2021年04月23日

  纳米纤维是指直径小于100nm而长径比大于1000的线状材料。研究表明,纳米纤维及其制品在生物工程、工业防护服、酶催化、锂电池隔膜、化妆品、空气和水过滤等领域有巨大的应用潜力。本文对“纳米纤维的产业化生产关键技术”进行SCI论文及专利进行分析,具体结果如下。

  文献分析

  为检索出2013~2017年与“纳米纤维的产业化生产关键技术”相关的研究与综述论文,构建检索策略1,在Web of Science数据库中,共检索到11993篇论文(检索时间2018年9月)。其中,期刊论文(Article)11402篇、综述性论文(Review)392篇。并对检索出的数据采用TDA和Excel等工具进行分析,结果如下。

  1.研究产出分析

  (1)年代分布

  从检出结果看,2013~2017年“纳米纤维的产业化生产关键技术”SCI发文呈现逐步增长的趋势,2013年SCI发文1896篇,2017年SCI发文量增长到2784篇。

  (2)国家(地区)分布

  全球共有90多个国家(地区)开展了“纳米纤维的产业化生产关键技术”的研究,其前二十位的国家(地区)排名见下图(图2)。发文量前十位的国家(地区)分别是中国、美国、韩国、伊朗、印度、土耳其、日本、新加坡、英国和台湾地区,上述十个国家(地区)在“纳米纤维的产业化生产关键技术”主题中的发文量占总量的94.26%。

 

 

  从国家(地区)角度看,中国在该主题的研究中占有绝对优势,其发文量占全部论文的39.26%;位居第二位的是美国,其发文量占全部论文的16.08%。

  (1)   机构分布

  表1列出了全球发表的关于“纳米纤维的产业化生产关键技术”的前二十位发文机构。其中,中国11家,伊朗3家,新加坡2家,美国、沙特阿拉伯、印度及韩国各1家。发文量排名前5位的机构依次是中国东华大学、中国科学院、韩国全北国立大学、中国吉林大学和伊朗阿米尔卡比尔理工大学。

 

 

  (2)   期刊分布

  该主题发表论文涉及期刊1003种,发文量最多的前五种期刊分别是:RSC ADVANCES(676篇)、ACS APPLIED MATERIALS INTERFACES(396篇)、JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE(301篇)、MATERIALS SCIENCE ENGINEERING C MATERIALS FOR BIOLOGICAL APPLICATIONS(267篇)和MATERIALS LETTERS(215篇)。

  2.国家(地区)被引频次分析

  对全球发表的关于“纳米纤维的产业化生产关键技术”研究论文的被引频次进行分析,以国家(地区)进行累积加和,并计算其篇均被引频次(表3)。总被引次数和篇均被引次的高低说明研究的影响力大小,其中,总被引次数表示国家(地区)在该研究领域的影响力,篇均被引次数表示发表论文的被关注的程度。

  从被引总频次来看,前10位依次是中国、美国、韩国、新加坡、印度、伊朗、澳大利亚、德国、英国和意大利。中国总被引频次达66123,遥遥领先于其它国家(地区);其篇均被引频次为14.04,排在世界第6位。平均被引频次最高的国家(地区)是新加坡,达26.03。

  以发文量前10位国家(地区)的名称、发文量和及其篇均被引频次三个指标作气泡图,气泡大小表示篇均被引频次高低。由图可以直观看出,新加坡发文量位于第8位,但篇均被引频次最高,达26.03。中国发文量居世界第1位,篇均被引频次为14.04,排在世界第6位。

  3.该领域研究技术主题分析

  根据检索出的文献,通过VOSviewer分析工具对关键词进行分析,排除无效概念,得到纳米纤维研究所涉及的高频关键词,将主题关键词分为三类:纳米纤维制备方法;纳米纤维产品、结构特性及其产业应用;产品测量仪器及其工艺。纳米纤维制备方法涉及纳米颗粒、x射线衍射、复合、电极、合成、电纺方法、复合纳米纤维、透射电子显微镜法、吸附、煅烧、催化剂、电化学性能、分离、水溶液、二氧化钛、电流密度、锂离子电池、光催化活性、x射线光电子能谱学等技术。纳米纤维产品、结构特性及其产业应用包括电纺聚、ε-己内酯、聚已酸内酯、壳聚糖、聚氨酯、丙交脂等聚合物,在机械性能、生物相容性、附着力、抗拉强度、亲水性、机械强度等的结构特性,以及在生物医学应用、细胞增殖、组织再生、生物材料、伤口敷料、药物释放、药物输送等方面的应用。产品测量仪器及其工艺涉及应用电子显微镜、原子力显微镜、扫描电镜、光谱学、傅里叶、红外光谱、热重量分析等测量仪器和方法,检测产品的纤维直径、粘度、聚合物溶液、纤维形态、热性能、溶液浓度、聚合物浓度的工艺参数。

  4.小结

  本部分对“纳米纤维的产业化生产关键技术”的国际基础性研究进行了文献分析,通过分析从整体上把握该领域国际发展态势,为科学决策提供支撑。

  (1)   纳米纤维的产业化生产关键技术国际发展态

  势近五年“纳米纤维的产业化生产关键技术”SCI发文呈现逐步增长的趋势,全球共有90多个国家(地区)开展了“纳米纤维的产业化生产关键技术”的研究,中国是这方面研究最多的国家(地区),从机构角度来看,排名前五的机构有3个机构属于中国,其整体实力很强。

  (2)   纳米纤维的产业化生产关键技术主要研究内容

  从“纳米纤维的产业化生产关键技术”研究所涉及的高频关键词可以看出主要研究内容涉及纳米纤维制备方法、纳米纤维产品、结构特性及其产业应用、产品测量仪器及其工艺等方面。从研究机构来看,高校对“纳米纤维的产业化生产关键技术”的研究较多。从单个机构上来看,在发文前二十位机构中,中国有11个,在“纳米纤维的产业化生产关键技术”研究方面实力较强。

  专利分析

  在Derwent Innovations Index(DII)数据库中2,共检索到4222条专利文献(检索时间2018年9月)。对检索出的数据采用TDA和Excel等工具进行分析,结果如下。

  1.总体情况分析

  (1)专利申请国家(地区)和时间分布

  从全球的“纳米纤维的产业化生产关键技术”专利申请来看(图5),2013~2017年“纳米纤维的产业化生产关键技术”的专利技术最早可追溯到2002年。在2005年前,全球“纳米纤维的产业化生产关键技术”专利年申请量不超过20条,进入2006年后,全球关于“纳米纤维的产业化生产关键技术”的专利申请量呈逐年稳步上升的态势。其中,2006年专利申请量达700多件。申请量最多的前5位国家(地区)分别是中国、韩国、美国、日本和加拿大。其中,美国是最早开展“纳米纤维的产业化生产关键技术”研究的国家(地区),自2002年开始,其年专利申请量稳步上升。

  中国自2006年就有相关专利申请,前期发展缓慢,近十年来中国发展迅速,2011年后中国的专利年申请量超过美国,成为世界第一。中国的专利申请变化趋势与国际专利申请趋势大致相同,但是时间跨度上滞后于国际申请4年。

 

 

  (2)专利技术国家(地区)分布

  从专利技术的国家(地区)来源来看,中国的专利技术最多,占总数的53.32%;其次是韩国,占总数的18.69%。从专利技术的市场分布来看,专利主要分布于中国、韩国、美国、WO和日本。中国、韩国及美国等是基本的技术输出国(地区)。

  (3)   主要申请人分析

  从检索结果看,约有2000多家机构活跃在“纳米纤维的产业化生产关键技术”研发领域。专利申请数量位居前10位的机构8家为高校,2家为企业(表4),其中中国7家,韩国3家。

  (4)   中国专利权人情况分析

  中国在“纳米纤维的产业化生产关键技术”领域申请专利排名前五位的研发机构分别是东华大学、青岛大学、天津工业大学、长春理工大学及苏州大学。

  (5)“纳米纤维的产业化生产关键技术”技术主题分析

  基于专利题名和摘要关键词绘制纳米纤维研发主题布局专利地图,由图7可以看出,纳米纤维领域关注主题明显集中于碳前驱物溶剂(carbon precursor)、金属氧化物(metal oxide)、静电膜(membrane add elctrostatic)、组织层渗透性(fabric layer permeability)、锂离子电池(battery lithium ion)等方向。

 

 

  2.小结

  本部分对“纳米纤维的产业化生产关键技术”主题进行了专利文献分析。

  2013~2017年全球专利文献中“纳米纤维的产业化生产关键技术”的专利技术研究最早可以回溯到2002年。2006年后,全球关于“纳米纤维的产业化生产关键技术”的专利申请量呈逐年稳步上升的态势。申请量最多的前5位国家(地区)分别是中国、韩国、美国、日本和加拿大。其中,美国是最早开展“纳米纤维的产业化生产关键技术”研究的国家(地区),中国自2006年就有相关专利申请,前期发展缓慢,近十年来中国发展迅速,中国的专利申请变化趋势与国际专利申请趋势大致相同,但是时间跨度上滞后于国际申请4年。

  从专利技术的国家(地区)来源来看,中国的专利技术最多,占总数的53.32%;其次是韩国,占总数的18.69%。从专利技术的市场分布来看,专利主要分布于中国、韩国、美国、WO和日本。中国、韩国及美国等国是基本的技术输出国(地区)。

  约有2000多家机构活跃在“纳米纤维的产业化生产关键技术”研发领域。专利申请数量位居前10位的机构8家为高校,2家为企业,其中中国7家,韩国3家。中国在“纳米纤维的产业化生产关键技术”领域申请专利排名前五位的研发机构分别是东华大学、青岛大学、天津工业大学、长春理工大学及苏州大学。

  “纳米纤维的产业化生产关键技术”所涉及的技术主题主要集中于碳前驱物溶剂(carbon precursor)、金属氧化物(metal oxide)、静电膜(membrane add elctrostatic)、组织层渗透性(fabric layer permeability)、锂离子电池(battery lithium ion)等方向。

  (作者单位:中科院文献情报中心咨询服务部)

  参考文献

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