eng
Выпуск #5/2017
Б.Л.Мильман, И.К.Журкович
Новые рапорты с фронтов науки: наноматериалы, микрофлюидика, протеомика
Новые рапорты с фронтов науки: наноматериалы, микрофлюидика, протеомика
Просмотры: 2016
Представлены результаты наукометрического исследования развития разных направлений аналитической химии на основе новых публикаций и списков основных по импакт-фактору журналов в этой области. Составлена карта аналитической химии 2016 года, обсуждаются тенденции и главные направления ее развития.
УДК 543; 001.811, ВАК 02.00.02
DOI: 10.22184/2227-572X.2017.36.5.30.33
УДК 543; 001.811, ВАК 02.00.02
DOI: 10.22184/2227-572X.2017.36.5.30.33
Предметный анализ развития науки проводят следующим образом [1–3]. Прежде всего, выявляют высокоцитируемые статьи (число ссылок выше некоторого порогового значения) из научных журналов. Их объединяют в группы (кластеры) по признаку совместного цитирования (социтирования) в одних и тех же более поздних статьях. Такие кластеры, состоящие из ранних высокоцитируемых статей и более поздних публикаций, цитирующих статьи первой группы, называют передним краем науки, ее "горячими" областями или фронтами исследований (research front). Фронтальные области устанавливают для науки в целом или отдельных наук.
Рассмотрим новые результаты такого анализа применительно к химии в целом и аналитической химии в частности; вначале кратко об истории вопроса.
НАУКА В ЦЕЛОМ. ВЗГЛЯД ИЗ США И КИТАЯ
Изучение научного цитирования и накопление соответствующей статистики в серьезных масштабах впервые предпринял Ю.Гарфилд в середине прошлого века в созданном им Институте научной информации (Филадельфия, США) [1]. С 1964 года на коммерческой основе систематически выходил широко известный "Индекс научного цитирования". Опираясь на статистические данные, выпускали и другие коммерческие продукты, а также проводили научные исследования. В начале 70-х годов Г.Смолл описал технику анализа социтирования, резонно предположив, что если на две публикации или большее их число ссылаются в одной и той же более поздней статье (другими словами, происходит социтирование), то между этими цитируемыми публикациями есть тематическое сходство. Если же они цитируются и социтируются часто, то эта группа статей является основой некоторой быстроразвивающейся, "горячей" области науки, фронтом исследований. Тематически близкие фронты, по аналогии с отдельными статьями, могут быть соединены между собой, образуя карты науки. Независимо от Г.Смолла, метод социтирования в те же годы описала И.В.Маршакова-Шайкевич (СССР) [1].
В Филадельфии в начале 80-х годов вышло несколько выпусков "Атласа науки" (Atlas of Science) – сборника описаний фронтов исследований, представленных картами социтируемых публикаций и снабженных необходимыми комментариями. Выпуски "Атласа" довольно быстро прекратились, но развитие техники социтирования, накопление данных по "горячим" областям и картирование науки продолжались. В 21 веке выпуском карт науки с использованием различных методов занялись и другие организации в разных странах. Сам Институт научной информации был куплен фирмой Thomson, а затем информационным гигантом – компанией Reuters; образовалась корпорация Thomson Reuters. Ее основной научно-информационный продукт – широко известная база данных Web of Science, предшественником которой и был "Индекс научного цитирования". Сейчас эта база данных выпускается новой компанией Clarivate Analytics, которая ранее была подразделением Thomson Reuters.
В Thomson Reuters и Clarivate Analytics продолжили работы по анализу социтирования и выявлению фронтов науки [4–6]. Для анализа и "упаковки" полученных данных привлечены организации, представляющие Китайскую академию наук (Институт науки и развития и др.). В последнем отчете [6], выпущенном под названием "Фронты исследований 2016" (Research Fronts 2016), отмечены 100 "горячих" областей науки, а также 80 менее объемных по размерам, но и более "молодых", зарождающихся фронтов исследований. Все фронты определены путем компьютерного анализа статистики цитирования и социтирования на основе обновленной методологии: предпочтение новых ссылок при определении тематики работ и "ручное" распределение полученных данных по 10-ти традиционным наукам (группам наук).
Для читателей журнала "Аналитика" наибольший интерес представляет химия, которую сегодня часто объединяют с наукой о материалах. Соответствующие научные фронты 2016 года перечислены в табл.1.
Областей исследований, которые традиционно ассоциируются с химией, не так много: их, по существу, две, и обе относятся к органической химии. Первая – это реакция введения в органические соединения группы CF3S (фронт № 2), что перспективно при поиске новых лекарственных соединений и пестицидов, а вторая – активно разрабатываемые в последние годы процессы синтеза, катализируемые золотом (№ 5). Активно изучаются и другие каталитические материалы (№ 4, 7). В целом, кроме органической химии, можно выделить еще две группы "горячих" областей: наноматериалы (№ 3, 4, 7, 9; высокая доля графена) и фотоэлементы и батареи (№ 1, 6, 10; исследования, стимулируемые потребностями солнечной энергетики, электроники, информатики).
Та же тематика проявляется и в зарождающихся фронтах, которые меньше по размеру (2–15 цитируемых статей), "моложе" (доминируют ссылки на статьи 2014–2015 годов) и включают исследования более узких направлений. Так, выявлено шесть областей, сосредоточенных на использовании перовскита – редкого минерала (CaTiO3), который впервые обнаружили в 19 веке в Уральских горах и назвали в честь известного коллекционера – графа Л.А.Перовского. Этот минерал подходит не только для солнечных батарей (фронт № 6, табл.1), но и перспективен для изготовления фотодетекторов и люминесцентных материалов. В целом, отмеченные выше каталитические органические реакции, фотоэлементы и батареи, наноматериалы составляют большинство из 22 зарождающихся областей, которые развивают предшествующие работы.
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ВЗГЛЯД ИЗ
ПЕТЕРБУРГА
Подготовленный Clarivate Analytics короткий наукометрический отчет о развитии науки [6], как и его предшественники [1, 4, 5], практически не содержит прямых указаний на "горячие" области в аналитике. Поэтому мы, как и ранее [2, 3], провели собственную работу, основываясь на новой литературе только по аналитической химии и списках основных (по импакт-фактору) журналов в этой области (данные портала Google Scholar [7]). Наша методика описана в публикациях [2, 3].
Мы отобрали 102 статьи, наиболее часто цитируемые в 2011–2015 годах (минимальный уровень цитирования – 179 ссылок). Массив цитирующих публикаций относился к 2016 году. Фронты исследований формировали из статей, которые социтировались в 2016 году не менее трех раз. Названия фронтам давали по тематике цитирующих статей. Результат анализа – карта аналитической химии (см. рисунок). Размеры фронтов (площади кругов) отражают число цитируемых работ и ссылок на них. Толщина линий, связывающих различные области аналитики, передает степень тематического сходства соответствующих исследований.
Два года назад мы отмечали [3], что к передовым относятся исследования в двух диаметрально противоположных областях, если судить по размеру соответствующих аналитических приборов. Эти фронтальные области связаны, во-первых, с применением масс-спектрометрии и хроматографии и, во-вторых, с разработкой миниатюрных аналитических устройств. В 2016 году первая из этих тенденций (см. рисунок) представлена: (а) по-прежнему интенсивными работами в области протеомики с трендом в сторону количественных определений белков и (б) гидрофильной хроматографией, развитие которой направлено на лучшее разделение полярных аналитов в рамках метаболомики, фармацевтического анализа, той же протеомики.
Тенденция к миниатюризации проявляется многообразно, через большое число направлений. Активно развиваются области, связанные с разработкой и производством аналитических приборов для диагностики заболеваний вдали от клинических лабораторий, а также для решения экологических задач в полевых условиях. Самый большой фронт связан к микрофлюидикой (управляемые потоки малых объемов жидких проб, отобранных для анализа, и соответствующих реагентов) и созданием небольших приборов прямо на чипах. Несколько фронтов меньших размеров обусловлены бурным развитием сенсорной тематики, появлением новых миниатюрных чувствительных устройств. Выпуск новых приборов связан напрямую с разработкой инновационных наноматериалов, прежде всего графена. Здесь направления развития химии в целом и ее раздела – аналитической химии – совпадают.
Общие тренды 2016 года похожи на тенденции предшествующих лет: в высшей степени актуальны и сенсоры, и микрофлюидика, и протеомика (табл.2). Сохранилась и генеральная тенденция: биоанализ доминирует по сравнению с другими областями аналитики. Можно отметить и изменения, касающиеся больших фронтов. Масс-спектрометрия, ведущий из реализуемых на больших приборах современных аналитических методов, в 2016 году в большей степени локализована в области протеомики. Микрофлюидика вышла в лидеры по числу высокоцитируемых публикаций. Тема сенсоров проявилась в виде нескольких отдельных фронтов (см. рисунок, табл.2). Некоторые научные области (преимущественно из нижней части табл.2) практически пропали с карты аналитики. Это может означать, что соответствующие исследования приобрели прикладной характер или разбились на более мелкие направления. В таких случаях относящиеся к лидерам цитирования публикации рассеиваются, и уровни их цитирования снижаются.
ЛИТЕРАТУРА
1. Маршакова И.В. Система цитирования научной литературы как средство слежения за развитием науки // М.: Наука, 1988.
2. Мильман Б., Журкович И. Аналитика и биоаналитика на картах науки // АНАЛИТИКА. 2013. № 2. С. 34–41.
3. Мильман Б., Журкович И. Аналитика-2014: "горячие" области глобальных исследований // АНАЛИТИКА. 2015. № 4. С. 56–62.
4. King C., Pendlebury D.A. Web of knowledge research fronts 2013. URL: http://garfield.library.upenn.edu/papers/pendleburykingresearchfronts2013.pdf.
5. Research fronts 2014: 100 top ranked specialties in the sciences and social sciences. URL: http://sciencewatch.com/sites/sw/files/sw-article/media/research-fronts-2014.pdf.
6. Research fronts 2016. URL: http://csiam.org.cn/Uploads/Editor/2017-03-24/58d4da63d69de.pdf.
7. Google Scholar Metrics. URL: https://scholar.google.ru/intl/ru/scholar/metrics.html.
Рассмотрим новые результаты такого анализа применительно к химии в целом и аналитической химии в частности; вначале кратко об истории вопроса.
НАУКА В ЦЕЛОМ. ВЗГЛЯД ИЗ США И КИТАЯ
Изучение научного цитирования и накопление соответствующей статистики в серьезных масштабах впервые предпринял Ю.Гарфилд в середине прошлого века в созданном им Институте научной информации (Филадельфия, США) [1]. С 1964 года на коммерческой основе систематически выходил широко известный "Индекс научного цитирования". Опираясь на статистические данные, выпускали и другие коммерческие продукты, а также проводили научные исследования. В начале 70-х годов Г.Смолл описал технику анализа социтирования, резонно предположив, что если на две публикации или большее их число ссылаются в одной и той же более поздней статье (другими словами, происходит социтирование), то между этими цитируемыми публикациями есть тематическое сходство. Если же они цитируются и социтируются часто, то эта группа статей является основой некоторой быстроразвивающейся, "горячей" области науки, фронтом исследований. Тематически близкие фронты, по аналогии с отдельными статьями, могут быть соединены между собой, образуя карты науки. Независимо от Г.Смолла, метод социтирования в те же годы описала И.В.Маршакова-Шайкевич (СССР) [1].
В Филадельфии в начале 80-х годов вышло несколько выпусков "Атласа науки" (Atlas of Science) – сборника описаний фронтов исследований, представленных картами социтируемых публикаций и снабженных необходимыми комментариями. Выпуски "Атласа" довольно быстро прекратились, но развитие техники социтирования, накопление данных по "горячим" областям и картирование науки продолжались. В 21 веке выпуском карт науки с использованием различных методов занялись и другие организации в разных странах. Сам Институт научной информации был куплен фирмой Thomson, а затем информационным гигантом – компанией Reuters; образовалась корпорация Thomson Reuters. Ее основной научно-информационный продукт – широко известная база данных Web of Science, предшественником которой и был "Индекс научного цитирования". Сейчас эта база данных выпускается новой компанией Clarivate Analytics, которая ранее была подразделением Thomson Reuters.
В Thomson Reuters и Clarivate Analytics продолжили работы по анализу социтирования и выявлению фронтов науки [4–6]. Для анализа и "упаковки" полученных данных привлечены организации, представляющие Китайскую академию наук (Институт науки и развития и др.). В последнем отчете [6], выпущенном под названием "Фронты исследований 2016" (Research Fronts 2016), отмечены 100 "горячих" областей науки, а также 80 менее объемных по размерам, но и более "молодых", зарождающихся фронтов исследований. Все фронты определены путем компьютерного анализа статистики цитирования и социтирования на основе обновленной методологии: предпочтение новых ссылок при определении тематики работ и "ручное" распределение полученных данных по 10-ти традиционным наукам (группам наук).
Для читателей журнала "Аналитика" наибольший интерес представляет химия, которую сегодня часто объединяют с наукой о материалах. Соответствующие научные фронты 2016 года перечислены в табл.1.
Областей исследований, которые традиционно ассоциируются с химией, не так много: их, по существу, две, и обе относятся к органической химии. Первая – это реакция введения в органические соединения группы CF3S (фронт № 2), что перспективно при поиске новых лекарственных соединений и пестицидов, а вторая – активно разрабатываемые в последние годы процессы синтеза, катализируемые золотом (№ 5). Активно изучаются и другие каталитические материалы (№ 4, 7). В целом, кроме органической химии, можно выделить еще две группы "горячих" областей: наноматериалы (№ 3, 4, 7, 9; высокая доля графена) и фотоэлементы и батареи (№ 1, 6, 10; исследования, стимулируемые потребностями солнечной энергетики, электроники, информатики).
Та же тематика проявляется и в зарождающихся фронтах, которые меньше по размеру (2–15 цитируемых статей), "моложе" (доминируют ссылки на статьи 2014–2015 годов) и включают исследования более узких направлений. Так, выявлено шесть областей, сосредоточенных на использовании перовскита – редкого минерала (CaTiO3), который впервые обнаружили в 19 веке в Уральских горах и назвали в честь известного коллекционера – графа Л.А.Перовского. Этот минерал подходит не только для солнечных батарей (фронт № 6, табл.1), но и перспективен для изготовления фотодетекторов и люминесцентных материалов. В целом, отмеченные выше каталитические органические реакции, фотоэлементы и батареи, наноматериалы составляют большинство из 22 зарождающихся областей, которые развивают предшествующие работы.
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ВЗГЛЯД ИЗ
ПЕТЕРБУРГА
Подготовленный Clarivate Analytics короткий наукометрический отчет о развитии науки [6], как и его предшественники [1, 4, 5], практически не содержит прямых указаний на "горячие" области в аналитике. Поэтому мы, как и ранее [2, 3], провели собственную работу, основываясь на новой литературе только по аналитической химии и списках основных (по импакт-фактору) журналов в этой области (данные портала Google Scholar [7]). Наша методика описана в публикациях [2, 3].
Мы отобрали 102 статьи, наиболее часто цитируемые в 2011–2015 годах (минимальный уровень цитирования – 179 ссылок). Массив цитирующих публикаций относился к 2016 году. Фронты исследований формировали из статей, которые социтировались в 2016 году не менее трех раз. Названия фронтам давали по тематике цитирующих статей. Результат анализа – карта аналитической химии (см. рисунок). Размеры фронтов (площади кругов) отражают число цитируемых работ и ссылок на них. Толщина линий, связывающих различные области аналитики, передает степень тематического сходства соответствующих исследований.
Два года назад мы отмечали [3], что к передовым относятся исследования в двух диаметрально противоположных областях, если судить по размеру соответствующих аналитических приборов. Эти фронтальные области связаны, во-первых, с применением масс-спектрометрии и хроматографии и, во-вторых, с разработкой миниатюрных аналитических устройств. В 2016 году первая из этих тенденций (см. рисунок) представлена: (а) по-прежнему интенсивными работами в области протеомики с трендом в сторону количественных определений белков и (б) гидрофильной хроматографией, развитие которой направлено на лучшее разделение полярных аналитов в рамках метаболомики, фармацевтического анализа, той же протеомики.
Тенденция к миниатюризации проявляется многообразно, через большое число направлений. Активно развиваются области, связанные с разработкой и производством аналитических приборов для диагностики заболеваний вдали от клинических лабораторий, а также для решения экологических задач в полевых условиях. Самый большой фронт связан к микрофлюидикой (управляемые потоки малых объемов жидких проб, отобранных для анализа, и соответствующих реагентов) и созданием небольших приборов прямо на чипах. Несколько фронтов меньших размеров обусловлены бурным развитием сенсорной тематики, появлением новых миниатюрных чувствительных устройств. Выпуск новых приборов связан напрямую с разработкой инновационных наноматериалов, прежде всего графена. Здесь направления развития химии в целом и ее раздела – аналитической химии – совпадают.
Общие тренды 2016 года похожи на тенденции предшествующих лет: в высшей степени актуальны и сенсоры, и микрофлюидика, и протеомика (табл.2). Сохранилась и генеральная тенденция: биоанализ доминирует по сравнению с другими областями аналитики. Можно отметить и изменения, касающиеся больших фронтов. Масс-спектрометрия, ведущий из реализуемых на больших приборах современных аналитических методов, в 2016 году в большей степени локализована в области протеомики. Микрофлюидика вышла в лидеры по числу высокоцитируемых публикаций. Тема сенсоров проявилась в виде нескольких отдельных фронтов (см. рисунок, табл.2). Некоторые научные области (преимущественно из нижней части табл.2) практически пропали с карты аналитики. Это может означать, что соответствующие исследования приобрели прикладной характер или разбились на более мелкие направления. В таких случаях относящиеся к лидерам цитирования публикации рассеиваются, и уровни их цитирования снижаются.
ЛИТЕРАТУРА
1. Маршакова И.В. Система цитирования научной литературы как средство слежения за развитием науки // М.: Наука, 1988.
2. Мильман Б., Журкович И. Аналитика и биоаналитика на картах науки // АНАЛИТИКА. 2013. № 2. С. 34–41.
3. Мильман Б., Журкович И. Аналитика-2014: "горячие" области глобальных исследований // АНАЛИТИКА. 2015. № 4. С. 56–62.
4. King C., Pendlebury D.A. Web of knowledge research fronts 2013. URL: http://garfield.library.upenn.edu/papers/pendleburykingresearchfronts2013.pdf.
5. Research fronts 2014: 100 top ranked specialties in the sciences and social sciences. URL: http://sciencewatch.com/sites/sw/files/sw-article/media/research-fronts-2014.pdf.
6. Research fronts 2016. URL: http://csiam.org.cn/Uploads/Editor/2017-03-24/58d4da63d69de.pdf.
7. Google Scholar Metrics. URL: https://scholar.google.ru/intl/ru/scholar/metrics.html.
Отзывы читателей
