爱思唯尔与上海交通大学近日联合发布《上海交通大学材料百年发展蓝皮书》(以下简称“蓝皮书”)。蓝皮书显示,2016—2025年,中国大陆材料学科发文量超过151万篇,位居全球第一,前10%高被引论文占比达19.0%。报告还分析了全球材料科学研究热点的演变,以及新型储能、先进制造和“材料+AI”等前沿方向,并结合上海交大百年学科发展与重大工程案例,探讨科研积累如何转化为材料创新与工程应用。
中国材料科学稳居全球首位,高质量发展特征日益突出
蓝皮书显示,2016-2025年,全球在材料学科领域累计发文超过386万篇,年度发文量从2016年的29万余篇增长到2025年的46万余篇,复合年均增长率(CAGR)为5.2%,持续保持增长态势。作为全球材料科学增长的重要引擎,中国大陆以151万余篇的发文量位居全球第一,CAGR达10.9%,显示出强劲的科研产出增长势头。
与此同时,中国材料科学正在展现从规模增长向高质量发展的转变,数据显示,中国大陆材料科学近十年发文的归一化引文影响力(FWCI指数)为1.18,在本学科领域前五高产出国家中仅次于美国(1.33);前10%高被引论文比例为19.0%,在主要科研产出国家和地区中居于首位,显示高水平科研成果产出能力位于全球前列。2016—2025年全球材料学科发文量最高的十所高校全部来自中国大陆,反映出中国在材料科学领域已形成显著的人才与科研集聚效应。
作为中国材料科学发展的代表性样本之一,上海交大材料学科近十年发文量达到34,510篇,位列全球高校第三位;FWCI达到1.53,前10%高被引论文占比达到25.9%,前10%高影响力期刊论文占比达到50.6%,体现出较强的国际竞争力。
产业协同持续增强,科研成果向创新应用加速转化
在科研与产业协同方面,中国大陆材料科学领域的产学合作率已从2016年的3.8%升至2025年的7.3%,近十年增幅近一倍,应用导向不断强化;论文专利引用率也达到8.6%,在领域前五高产出国家中仅次于美国(9.9%),反映出科研成果向技术创新与产业应用转化能力不断增强。
在这一过程中,高校正成为创新链的重要组成部分,蓝皮书显示,近十年上海交大材料学科专利引用率达到9.6%,产学合作率达到7.2%,在全球材料学科高产出高校中保持较高水平。相关研究成果已应用于C919大飞机、空间站、北斗三号导航系统、嫦娥探月工程以及天问探火工程等国家重大科技项目,为关键技术突破和产业升级提供支撑。
全球材料科学创新热点加速演进,新型储能与先进制造成为增长焦点
蓝皮书对全球材料科学研究热点演变进行了系统分析,数据显示, “高熵合金:结构与性能”、“用于制氢和制氧的创新电催化剂”、“钙钛矿太阳能电池技术”、“增强人机交互的柔性传感器”和“基于纳米结构金属氧化物的气体传感器”等研究主题在2016-2020年与2021-2025年两个时期均位列发文量前十,表明先进结构材料、新能源材料、柔性电子和智能传感等方向持续受到广泛关注。
与此同时,一批新兴研究方向快速崛起,2021-2025年间,水系锌离子电池、复合材料微波吸收、激光增材制造和摩擦纳米发电机等新兴主题进入全球前十,显示材料科学创新正进一步向先进结构材料、新型储能、智能传感和先进制造等方向集聚。
中国高校立足传统优势研究方向,积极布局材料科学前沿热点
在材料科学创新热点方向迅速发展的趋势下,中国高校在夯实其传统优势方向的同时,发力新兴热点方向,已成为全球材料科学创新的重要力量。1996-2026年间,在轻合金方向,全球发文量排名前十的高校全部来自中国大陆;在金属基复合材料和材料加工方向,全球发文量前十高校中均有9所来自中国大陆,反映出中国在先进结构材料与先进制造领域已形成较强的科研优势。
以上海交大为例,在1996-2025年近30年间,该校在轻合金、金属基复合材料和材料加工等传统优势方向保持较强国际竞争力:轻合金方向FWCI达到1.28,前10%高被引论文占比达24.3%,在全球主要产出高校中居首;金属基复合材料方向篇均被引次数位居全球主要产出高校前列;材料加工方向则在高影响力论文占比上全球领先。同时,在镁合金、铝合金、钛基复合材料、陶铝材料、铝合金凝固等细分方向,上海交大多项核心指标达到国际领先水平。
与此同时,围绕全球材料科学创新热点演变趋势,上海交大近年来重点布局清洁能源材料、先进信息材料、生物构型与生物医用材料以及“材料+AI”等新兴交叉研究方向。蓝皮书显示,上海交大在上述方向近十年发文的FWCI均保持在1.9以上,显著高于全球同期平均水平,展现出较强的发展潜力。
从规模优势向原创引领,全链条创新生态成为关键
蓝皮书指出,中国材料科学已成为全球最活跃的科研力量之一,未来发展的关键在于进一步提升原创创新能力和关键技术突破能力,实现从规模优势向原创引领的跃升。报告提出上海交大材料学科面向国家“十五五”战略需求的三大关键发展策略:推动传统优势方向向极端环境、数字孪生与绿色制造升级;以“材料+AI”为方法底座培育新兴交叉材料集群;贯通计算、制备、表征、中试、服役到产业化的全链条创新生态,推动创新与系统性成果的实现。这些对中国其它高校乃至全国的材料科学未来发展也有一定借鉴意义。
“上海交通大学材料学科百年的发展历程,是中国材料科学从跟跑到并跑、领跑的一个缩影。” 上海交通大学材料科学与工程学院院长戴庆教授表示,“通过对全球材料科学格局、热点演化与创新生态的系统研究,我们不仅看到了中国材料科学取得的发展成就,也更加清晰地认识到未来在原创突破、交叉创新和产业协同方面的发展方向。”
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