ES&T社论： ES&T对材料类稿件的基本期望以及此类稿件应该如何体现其环境相关性

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通讯作者：Peng Wang，Fernando Rosario-Ortiz

共同作者：Dan Giammar, Hong He, Greg Lowry, David Waite, Paul Westerhoff, Julie Zimmerman

翻译/解读：王鹏 教授（中山大学）

摘要

ES&T每年都会收到大量材料相关工作的投稿，且投稿数量呈现逐年递增的趋势。然而，此类稿件的拒稿率一直居高不下，且高于整个杂志的平均值。基于这一现状，旨在帮助广大作者群体提升材料类稿件投稿的接收率，ES&T 处理此类稿件的资深编辑们经过精心策划、多次细致讨论、反复推敲，认真撰写了本社论 (Editorial: The Intersection between Materials Science and Environmental Applicability: Defining the Scope of ES&T for Materials-Based Research)，以飨读者！

以下是本社论的主要执笔人之一、ES&T执行主编、中山大学王鹏老师，对该社论的中文翻译和解读。

正文

历经五十六年的发展，《环境科学与技术》(ES&T)现已成为了大家一致公认的、在环境相关领域发布高质量和高影响力文章的旗舰期刊之一。ES&T刊登的文章范畴很广，囊括了几乎所有环境研究能够涉及到的方方面面。这么多年来，ES&T一直坚守着一个原则：作者们的研究成果必须体现出对于真实环境条件下发生的过程所具有的指导意义和实际应用价值。这也是ES&T反复强调的、研究工作所需具备的“环境适用性”(Environmental Applicability) 或“环境相关性”(Environmental Relevance)。

在过去的十多年里，ES&T收到了很多通过使用（新）材料来促进一些环境应用的稿件，包括吸附、高级氧化过程（AOPs）、膜分离、微生物燃料电池/微生物电解电池、电容/电化学脱盐、电化学反应器、异相催化、环境传感器、油/水分离等。ES&T编辑在评审这些稿件时所依据的一个重要判定指标就是环境适用性，即所报道的材料在环境相关条件下的应用潜力。也就是说，稿件中报道的实验系统和条件要能合理地反映出目标环境应用中的复杂性；同时，材料性能不仅要在材料的新生状态下进行评估，还要在多次使用后或老化状态下进行评估，以表征它们的稳定性和性能的长效性。

ES&T所收到的大部分材料类稿件在编辑初步审查后被直接拒稿没有送审。这其实就是我们撰写本社论的真正出发点—我们希望通过本篇社论对拒稿背后的考量进行比较清晰的解释和说明，同时也进一步明确ES&T对材料类稿件的基本期望和此类稿件应该如何体现其环境适用性。在这里，我们也欢迎大家翻阅ES&T发表于2020年的另一篇相关社论：

首先，一个(新)材料的提出或使用都应该建立在对研究工作所针对的目标应用场景的充分理解和缜密分析的前提下，并以此为基础，提出清楚、细致、准确的科学问题。（新）材料只是解决该科学问题的众多途径中的一种，或极少情况下也有可能是唯一途径。

其次，就投稿至ES&T的材料类稿件而言，其工作的新颖性不应仅仅是新材料或现有材料的新应用这么简单，更应该是材料具备优异性能背后的普适性科学原理。因此，这一类稿件就应该聚焦于如何设计合理的实验来验证这些科学原理，让实验数据讲出一个小巧而清晰的科学故事。不少ES&T收到的材料类稿件都是(错误地)把材料性能的测量和描述作为文章的中心思想，因而大多数未能通过ES&T编辑的初审。

此外，材料的性能也应与同一应用领域内广泛使用或最新报道的前沿材料、技术、或工艺进行适当对比。例如，用于水处理的新型吸附剂就需要在诸如合理的污染物和吸附剂比例、吸附体系存在常见的背景、和具有竞争性的其它吸附物种等真实或接近真实环境的应用条件下，证明其在如吸附量、吸附选择性或吸附速率等方面拥有其他现有的前沿材料、技术、或工艺所不具备的优势；如果一篇文章报道新的高级氧化技术，那么这篇文章就需要将其报道的技术与现有的、比较成熟的技术，比如臭氧氧化技术，进行比较，从而有说服力地展示出其在氧化性能方面的优势或者/和在能耗等方面的改进；报道大气污染控制催化剂的投稿不能仅仅是对已知材料进行简单组合或修饰后进行常规测试、表征和反应机理研究。当然，材料的选择也需要同时兼顾性能和成本等多方面因素。

一篇ES&T的稿件除了应该具备充分的科学创新性，还应考虑到ES&T广泛的读者群体对这样一份工作的阅读热情。这也可以视为稿件“环境相关性”的重要评价因素之一。如果一个科学创新性很高的文章发被表在了ES&T上，但是没有几位ES&T的读者愿意去阅读它，那么显而易见ES&T不应该是发表这个工作的最佳选项。正是ES&T对其刊发的材料类稿件环境相关性的执着要求，使其能够与其它材料类或化学类期刊相比独树一帜，从而解释了为什么许多投到ES&T的材料类稿件没有送审的原因，即它们缺乏这种环境相关性。

ES&T非常欢迎材料类研究工作的投稿，尤其渴望看到使用（新）材料开发全新环境应用的稿件。一直以来，ES&T十分感激和珍视广大作者、读者、与同行评议专家对我们的热情和厚爱，也期望能以各种方式来实现有价值的反馈。我们撰写这个社论的简单初衷就是希望让信息更加透明、让大家在写作和投稿过程中有的放矢，少点沮丧、多些收获，并最终提升材料类稿件在ES&T的接收率。

下面是一些比较具体的建议，希望能够对大家起到（立竿见影的）帮助：

（1） 我们鼓励大家在设计实验方案时认真考虑所报道材料面向的真实应用场景，尽可能让实验条件接近真实应用中的相关条件，从而显著减小文章报道的成果推广至实际应用中的不确定性。很多材料类的稿件只在一些十分“理想”的实验条件下测试材料性能，比如使用纯水或有机溶剂作为反应介质、只使用新制备的材料表征性能，使用高于环境浓度几个数量级的污染物浓度去表征材料性能和研究化学反应机理等等。虽然这些理想条件或许能揭示某些新的化学反应机理，但基于“环境可适用性”的要求，这些实验条件并不能被认定为环境相关条件。ES&T会要求这样的稿件提供材料或体系在环境相关条件下的实验评估结果。

（2） 需要说明的一点是，ES&T要求实验部分必须要出现在前言之后和结果和讨论之前。材料类稿件应充分有效地利用其实验部分(Experimental Section)来强调该工作的环境相关性。具体而言，实验部分是一个能用来详细展示实验条件与实际应用场景相关性和相似性的地方，因此建议大家一定要珍惜并合理利用实验部分的内容。反过来，如果一个材料类稿件的主要贡献和科学创新点在于报道新的材料化学组成、晶体结构、理化特性，那么这个工作可能更适合在材料类的期刊上发表而并非ES&T。对于发表在ES&T上的材料类论文，对材料性质的常规表征和对材料的化学组成、晶体结构和理化特性的表述和讨论，在大多数情况下应当被视为次要内容。如果不是与报道材料的核心性能或构效关系（Structure-Activity Relationship）紧密相关，这些内容都应该被放置在辅助信息部分（Supporting Information）。

（3） 对工作中所报道的材料和该领域广泛使用的或文献报道的前沿材料的合理比较是十分必要的，这样可以展示和强化其潜在应用价值以及对环境领域的影响。ES&T对此类比较的一般期望是，需要采用与被比较材料相近的测试/操作条件（如pH、污染物浓度、类似的系统化学组份、对等的长期运行条件等等），对新型材料的性能、稳定性和（如果可能的话）成本效益、全生命周期评估和技术经济评估等方面进行相对全面合理的评估。

（4）为提升稿件的科学严谨性和所报道的科学机理的普适性，对材料性能测试和反应机理测试的实验条件如pH、污染物物种和浓度、存在的背景干扰物等，应尽可能涵盖完整的“所报道科学机理适用区”甚至“所报道科学机理失效区”（不做强行要求）。

（5）现在的一个很普遍现象是：不少材料类的稿件大量使用理论计算模型（例如：密度泛函理论）来揭示观测到的实验现象背后的分子层面的反应机理。但是，因为现有的这些模型都只能模拟理想化的材料表面和块体性质，也远远没有能力去模拟真实环境条件的复杂性，所以模拟结果能够在多大程度上揭示真实系统的反应过程和实验现象具有极大的不确定性。因此，对于过分依赖理论模型来探究反应机理而缺乏必要实验数据支持的稿件，其所报道的反应机理的环境适用性将会受到质疑。

（6）对于使用（新）材料开发的全新的、往往是跨学科的环境应用的工作，它们没有显而易见的、哪怕是文献里的可比较对象。但是，这一类稿件还是可以对其所报道体系的实际应用潜力、市场竞争力、还有潜在的环境影响进行一个比较系统的主观分析与讨论，这样可以加深大家对其潜在的环境影响力的印象。

（7）ES&T要求其刊发的研究型文章（Research Article）没有常规的结论部分（Conclusion），取而代之的是以环境影响（Environmental Impact）部分作为结尾。需要反复强调的是：千万不要把环境影响撰写成结论。环境影响部分是用来展望该工作在中长期的时间尺度上将要对环境相关领域所带来的影响。此外，在环境影响部分也可以讨论一下该工作的局限性、介绍一下该工作未来继续开展下去还需要突破的瓶颈和挑战。

希望广大作者能根据本社论里面涉及的相关内容，基于其提出的基本但十分重要的期望甚至是要求，对照自己正在准备的稿件，对可能存在的、显而易见的不足或短板进行针对性改进和弥补。在此基础上，我们相信这篇稿件通过执行主编初审、副主编评估、同行评议、直至最后被接收的可能性将会大幅度增加。

最后，ES&T再次感谢广大作者、读者、和同行评议专家对我们一如既往的支持和厚爱。我们将竭尽全力提供更多更充分的信息，帮助大家提升ES&T投稿的接收率！ES&T也特别期待收到之前从未给ES&T投稿的作者们的稿件，特别渴望帮助那些从未在ES&T成功发表文章的作者们实现梦想！

我们一起努力！

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