基于科技报告的湖南省新材料产业研发现状复杂网络分析

黄晓林，王 辉，夏艳红

(湖南省科学技术情报研究所 湖南长沙410001)

新材料是指以高端金属结构材料、特种金属功能材料、先进高分子材料、新型无机非金属材料、高性能复合材料等为代表的，新出现的、具有优异性能和特殊功能的材料；或者是在传统材料中，由于成分或工艺改进使其性能明显提高或具有新功能的材料[1]。新材料产业是湖南省落实《中国国制造2025》的重要抓手，也是湖南省明确支持的10大领域产业技术创新链之一[2]。

科技报告是科技人员为了描述其从事的科研、设计、工程试验和鉴定等活动过程、进展和结果，按照规定的标准格式编写而成的特种文献[3]。截止2018年4月，湖南省科技报告共享服务系统共收集各类科技报告1377份。

1 基于科技报告的产业分析研究现状

科技报告作为一种与科研过程紧密相关的特殊文献，有着重要的研究和利用价值。例如：张军亮[4]对863计划下生物和医药领域的科技报告进行了分析，在一定意义上展现了我国生物医药领域的知识生产格局；王姝等[5]则对江苏省生物医药领域的科技报告进行了计量分析，明确了江苏省内生物医药领域的研发态势和技术分布；雷孝平等[6-7]进行了基于科技报告的我国电动汽车领域技术现状及趋势分析，表明我国目前电动汽车技术研究主要是混合动力、动力电池、燃料电池等方面，未来的研发将主要集中在电力系统、电池的安全性、电池系统、电机的控制及仿真优化、控制策略及稳定性等方面；剧晓红等[8]利用科技报告数据，对长三角地区科技专长进行了识别监测和演化研究，并提出基于地区科技专长来平衡和再分配的科技资源动态配置的政策设想。在国外，美国国家科技信息服务局(National Technical Information Service，NTIS)已经形成了成熟的科技报告服务模式，不仅提供常规的检索和下载服务，还提供科技报告数据的深度挖掘服务，包括研究热点追踪、主题推送和产业分析报告等情报产品[9]。在已有的研究中，尚未见有研究者对新材料产业的科技报告进行梳理分析，亦未见有针对湖南省新材料产业的研发现状及趋势进行分析的报道。

2 数据来源及研究方法

本研究数据来源于“湖南科技报告共享服务系统”(http：//www.hnstrs.cn/)。由于新材料属于产业范畴，为了有效获取数据，本研究以管理员身份在该系统后台数据库中对“技术领域”字段进行检索，检索词为新材料和材料。截止2018年4月31日，在该系统中共检索到新材料产业相关科技报告195份。

为了保证分析结果的准确性，对初筛的数据进行了人工清洗，对部分检索结果进行了规范化处理。如，在单位名称的处理上，以组织机构代码为准，同一机构统一使用该机构的全称；在关键词分隔符处理上，对存在的空格、逗号、顿号和分号等多种分隔符，统一规范为半角分号。研究还对个别错误的数据进行了更正还原，无法还原的进行了剔除。

本研究使用的数据处理工具主要有：分词处理采用ROSTCM6，复杂网络数据可视化采用Gephi和VOSviewer，部分基础数据整理使用Excel软件及VBA语言。

3 研发机构合作关系分析

在同一份报告中，有2个(含)以上的作者单位，则这些单位之间被认为是有合作关系。对湖南省新材料产业相关科技报告作者单位进行合作关系分析，结果如图1所示。节点之间的连线表示合作关系，线条的粗细表示合作关系的密切程度，图中标出了合作机构超过4家的机构。由图1可知，湖南省新材料产业研发机构的合作关系呈现以中南大学为核心的趋势，省内外多家研发机构单位均与中南大学存在合作关系，其中以与北京科技大学之间的合作关系最为密切，其次与北京有色金属研究总院也有较多的合作。省内除了中南大学外，与其他研发机构存在较多合作关系的还有国防科技大学、湖南大学。另外，株洲新时代材料有限公司、湖南工业大学、长沙理工大学和南华大学与其他研发机构在新材料产业研发上存在一定的合作关系。

图1 基于科技报告的研发机构关系分析Fig.1 Analysis on cooperative relations between research institutes based on scientific and technical reports

从图1中可以看到，除了本省的研发机构，一些湖南省域外机构也参与了湖南省新材料产业的研发工作，其中参与较多的有北京科技大学、北京有色金属研究总院、中国铝业股份有限公司、中航工业、上海交通大学和山东大学等。

从图1中还可以看到，在湖南省新材料产业研发机构中，存在几个关系明显的机构合作网络：一个是以中南大学与北京有色金属研究总院、东北大学、上海交通大学、中国铝业股份有限公司等域外机构构成的合作网络。进一步分析这一网络合作的科技报告发现，这个网络的具体合作研究方向主要在航空高性能铝合金材料上。另一个是以中南大学与北京有色金属研究总院、山东大学、中科院过程工程研究所域外机构构成合作网络，这一合作网络主要研究方向为微生物冶金的过程强化。还有一些较小的合作网络，如以长沙理工大学、湖南顶立科技有限公司和美国罗格斯大学为核心的合作网络。该合作网络以纳米钨基材料为主要研究方向。

4 研究者合作关系分析

不同的研究者均出现在同一份科技报告的作者字段中，被认为是存在合作关系。对存在2名以上作者的新材料产业相关科技报告进行整理，结果如图2。由图2可知，与其他研究者合作关系最多的是陈启元，其次是王志兴、李新海。可见这些研究者与他人合作较多。通过查阅其他资料发现，这些研究者的学术成果也较为丰富，是领域研究的领军人物。

从图2中还可以看出，湖南省新材料产业研发存在几个明显的研究者合作网络。其中最大的网络是以陈启元、王志兴和李新海为核心的合作网络，这一网络的成员主要来自中南大学，主要研究难处理氧化矿的冶炼利用和锂电池正负极关键材料等方向。另一个成员较多的合作网络包含成正辉、张安和陈健等研究者，成员来自湖南埃普特医疗器械有限公司，主要从事精密医用导管的研发。还有包含颜鑫、舒均杰和童孟良等研究者的合作网络，这一网络成员来自湖南化工职业技术学院，主要研究纳米碳酸钙材料；包含龙春光、曹太山和孟迎新等研究者的合作网络，成员来自长沙理工大学，主要在AF/POM高分子复合材料方面展开研究。

5 产业研究热点分析

关键词是科技报告内容的特征体现，为了解湖南省新材料产业研究热点及其领域细分，对出现了3次(含)以上的关键词进行共现分析，结果如图3、表1所示。

图2 基于科技报告的研究者合作关系分析Fig.2 Analysis on cooperative relations between researchers based on scientific and technical reports

由图3可知，在195份新材料产业相关科技报告的关键词中，明显分为5个关键词簇，即把湖南省新材料产业的研究可分为5个方向，各簇包含的主要关键词及其出现频次如表1所示。第1个以碳/碳复合材料为核心，主要关注碳/碳复合材料的预制体、烧蚀、摩擦磨损等工艺和性能问题；第2个以复合材料、制备和陶瓷为核心，主要关注复合材料的制备相关问题，包括材料的改性、碳化硅陶瓷是其主要的研究对象；第3个是以硬质合金和纳米材料为核心，主要关注硬质合金及纳米材料的热工装备和碳量控制等问题；第4个是以铝合金为核心，主要关注铝合金的合金成分、微结构及均匀性；第5个以低品位、氧化矿为核心，主要关注低品位氧化矿的冶炼与再利用问题，以及微生物冶金，是材料与冶金的交叉领域。

图3 关键词共现关系网络图谱Fig.3 Analysis on networking map of keywords occurrence

表1 关键词聚类结果Tab.1 Keywords clustering result

6 结论与建议

科技报告是与科技项目紧密相关的特种文献，包含了科技项目实施过程中大量的技术信息。科技报告作为重要的战略信息资源，对于战略性新兴产业的发展具有重要意义[10]。本研究分析了当前湖南省新材料产业的研究热点、合作关系等。研究结果表明：①湖南新材料产业研发机构主要是高校，以中南大学的贡献最为突出，湖南大学和国防科技大学次之，并形成了以这3所高校为核心的不同研究合作网络。今后的研究应注重产学研合作，以进一步强化企业技术创新主体地位，提升企业创新能力，促进科技成果转化。

②研究者主要来自中南大学，其合作对象比较多元，合作的网络也最大，其他的研究者合作多在其所属的机构内部进行。今后湖南新材料领域研发应加强智力和人才的交流与引进，促进域内外合作共建，提升整体研发实力。

③湖南新材料产业的研究热点为复合材料、纳米材料以及新材料的制备和性能等方面，尤其是碳/碳复合材料。今后的湖南省新材料产业研发应结合区域优势与特色，把握产业最新研发动态，注重领域内前沿热点的研发投入。