2.1   发文量分析   文献的年发文量是衡量某一领域研究热度和发展现状的重要指标，并在一定程度上可以预测该领域的未来动态[12]。如图1所示，碳纳米材料在医学领域的年发文量整体上呈上升趋势，以上升趋势分为3个阶段。2012-2017年为阶梯式上升期，该时期文献数量缓慢增长，是各国学者将碳纳米材料应用到生物医学领域的初步探索；2017-2019年为稳步发展期，此阶段发文量稍有增长；2019-2022年为快速增长期，这一阶段文献数量增长明显，此时“纳米医学”理论研究热度较高[13-14]，对碳纳米材料在生物医学领域的发展产生良性影响。同时线性预测模型表明：生物医学领域碳纳米材料发文量与年份之间有显著相关关系且相关系数较高(R=0.866 4)，由此可认为未来此领域会持续受到研究者的关注，发文量将持续增长。"

2.2   研究主体    2.2.1   国家分析   图2及表1，2列出了生物医学领域碳纳米材料相关研究的国家共现图谱、文献数量和中心性排名前10位的国家。图2为Citespace软件生成的国家共现网络图谱，文章共纳入发文国家97个，连线数达997条，网络密度为0.182。综合分析文献数量和中心性发现，中国、美国和伊朗在该领域研究成果可观，是碳纳米材料在生物医学领域研究的中坚力量。印度、美国和日本在这一领域与其他国家联系较为密切，在国际上的影响力也较大。中国虽然发文量排名第一，但中心性仅为0.03，表明中国在该领域研究水平还有待提高，应加强与其他国家的合作，增强国际影响力。"

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2.2.2   机构分析   表3列出碳纳米材料在生物医学领域研究的前10位机构显示，有3所机构来自中国，总计发文309篇，在此研究领域遥遥领先。图3为该领域核心机构合作共现图谱，文章共提取278个机构，连线数为377条，网络密度仅为0.009 8。最大的合作网络是以中国科学院为中心的合作机构，其中与其直接合作的机构有9所，合作发表185篇文章，主要合作对象为国内研究机构，缺少与国外知名单位的合作，表明中国各研究机构需加强国际间的合作，关注国际发展热点，不断交流学习，弥补自身发展短板，提高中国在生物医学领域碳纳米材料研究的国际影响力。"

2.2.3   作者分析   对纳入文献的作者及发文量分析，见表4，其中包括546位作者，发文量最多的是来自法国国家科学中心的Bianco，Alberto教授，发表该领域相关文章24篇。根据普莱斯定律通过最高发文量可以得到核心作者的最低发文量N=0.749×ηmax1/2(ηmax为最高产出量作者的发文量)且核心作者将完成该领域一半以上的论文[15]。文章的ηmax=24，由此得出N≈4，即发文量在4篇及以上的作者为核心作者，共66位，总计发文426篇，占总发文量的14.5%，未达到总发文量的1/2，这说明核心作者贡献率低，学术水平有待提高。表4列出了此领域发文量排名前5位的核心作者，其中Bianco，Alberto教授发文24篇位居榜首，其研究方向主要在设计适用于疾病诊断、治疗和成像的多功能碳纳米材料[16]。来自中国的Zhou，Ruhong教授发表文章14篇，位列第4位，其主要从事碳纳米材料与肿瘤药物的研究，并取得一系列突破性进展[17]。"

2.3   研究内容    2.3.1   关键词分析   关键词是对文章核心内容的高度凝练，能在一定程度上反映此领域的研究热点[18]。 关键词出现的次数为频次，频次越高则研究越深入；关键词在研究中的位置为中心性，中心性越高则关键词的位置越重要[19]。使用Citespace软件对文献频次及中心性进行统计分析，列出排名前10位的关键词，见表5。其中频次最高的关键词是in vitro (429次)，说明了体外实验是碳纳米材料应用于生物医学领域的研究基础。中心性最高的是cancer (0.44)，表明癌症医学在此领域的研究较为集中，处于中心位置。通过表5和图4发现，碳纳米管和氧化石墨烯的频次和中心性都较高，说明有关研究相对较多，是此领域探索最深入的碳纳米材料。在研究内容方面，碳纳米材料的毒理学研究在这10年中一直备受关注。此外，关键词的突现词也可以展示该领域的研究热点与前沿，而且还可以呈现出该领域研究热点的时间演变情况[20]。使用Citespace软件对文献关键词进行突现分析见图5。在爆发力最强的前15个突现词中，mice(小鼠)的爆发强度最大，这说明碳纳米材料再生医学领域的研究还处于体外细胞培养和体内动物实验的阶段，实现临床应用需进一步探索。其次carbon dot(碳点)爆发强度位居第二，且其爆发时间开始于2021年，并在2023年持续爆发，说明碳点作为新颖的碳纳米材料将在未来几年持续受到关注，是该领域的研究前沿。碳点因具有低细胞毒性、水溶性和易改性等独特优势在生物传感、生物成像、药物递送、生物抗菌及靶向给药等方面都展现出优越潜力[21-23]，其绿色合成的方式近年来也广受关注[24-25]。"

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2.3.2   高被引文献分析   高引用研究被认为是该领域最具影响力的研究[26]。共被引分析可用于查找引文中最重要的参考文献，分析这些文章可以阐述该领域最前沿研究背后的演变情况以及对发展趋势和未来研究方向作出合理判断[27]。使用Citespace软件进行文献共被引分析。其中被引次数最多的文献主要介绍了碳纳米材料在生物成像和纳米药物治疗中的应用[28]。其次采用LLR算法进行聚类，运行结果如图6所示。聚类模块值(Q)和聚类轮廓值(S)是评价聚类情况的重要指标，一般Q值大于0.5，S值大于0.7则被认为该聚类结构显著，同质性高，结果令人信服[29]，文章列举了共被引频次前5位的文献[28，30-33]，见表6。共生成11个聚类，其中Q=0.835 6 > 0.5，S=0.930 9 > 0.7，表明聚类合理，可信度高。聚类标签从0开始，数值越小，其规模越大。对聚类标签进一步分析，可分为3个领域：①围绕碳纳米材料的毒理学研究，包含“#0 vitro study (体外研究)、#1 pulmonary toxicity (肺毒性)、#6 surface chemical modication(表面修饰)”； ②基于碳纳米材料本身材料研究，包含“#2 carbon-based nanozymes(碳纳米酶)、#7 carbon dot(碳点)”； ③碳纳米材料在医学领域的应用究，包含“#3 inorganic nanobiomaterial drug carrier(有机纳米双材料药物载体)、#4 cardiac tissue engineering(心脏组织工程) 、#5 tissue engineering(组织工程)、#8 nerve repair(神经修复)、#9 theranostics (治疗诊断学)、#10 cancer phototherapy(癌症光疗法)。通过以上可以看出研究最广泛的是碳纳米材料在生物医学领域的具体应用，尤其在癌症和组织工程方面。"

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为了进一步揭示生物医学领域碳纳米材料的研究热点和发展趋势，对前11个聚类绘制时间线图，见图7。结合共被引聚类图谱，发现该领域的相关研究中，对碳纳米管和氧化石墨烯的探索较为深入，而碳量子点和碳纳米酶是相对较新的材料。在研究内容方面，对碳纳米材料在药物递送方面研究的时间早，而组织工程领域时间更长，尤其近年来，心脏组织工程、神经组织工程成为新的研究热点。同时体外研究、肺毒性、表面修饰的探索开始时间更早、持续时间更长，虽相关研究的热度随时间变化也稍有降低，但其中出现某些暖黄色节点，说明了生物医学领域碳纳米材料的安全性研究一直以来备受关注，是该领域稳定长期发展的重要基础。"