学术论文写作
通过表征测试方法得到数据，然后用数据作图，是基本的流程。一份完整的SCI论文并不仅仅在于实验的操作，写作、图表制作同样重要。图表其实是语言表达的另一种形式，它的“语法”正确使用包括字体、字距、字号、线条、空白、构架和色彩等。为了提高图表的美观性和可读性，图表的绘制及编辑应以最少的篇幅，清楚、准确、简洁地描述一个故事为目标。规范化的制图对于广大科研工作者来说，是必需的，也是非常必要的。违反规范化制图的准则，可能的结果就是投递的SCI论文遭到拒稿。
1.数据图表制作要求
图表的形式应尽量简洁，所涉及的问题不要过多，所要阐述的问题要很明确。并在图题、图注或图内直接给出问题答案，或在文中通过语言描述间接地给出。晦涩难懂及复杂的图表尽量安排在论文的末尾，以便读者在通过前文阅读后积累相关知识的基础上去理解。对于有对比及参照意义的插图可排版为同一个图中的多个分图[ (a), (b), (c) ]，以精练文字的表述。如果期刊对插图的数量有规定( 通常不超过6个),应严格遵循期刊标准。
图表的设计以展示成果为基础，精准地强调作者的贡献。图表是论文中的空白处( Blank Area),即:图表本身或周边的空白处容易引起读者的注意。因此，重点突出图表的内容以及抓住读者眼球非常重要。尽可能地将论文的代表性贡献用关键性图表简洁、准确、清楚地表达出来，不属于本文工作的信息应尽量避免，以免作者的贡献因过于无关的内容而失去了其突出的特点。图表形式应根据数据及观点的表达选择。表格的优势在于可以轻松地列举大量的数据以供参考，图形则以其直观和高效性地表达数据见长。而精确的数值常以表格形式展示，如若需要突出数据分布情况及变化趋势，则常采用图示方法。如非必要，应避免以插图和表格的形式重复表述同样的数据。
图表的表述要顾及到读者的理解水平，应具有“自明性"。图表中的各项信息及数据应清楚、完整，以便读者在没有前文阅读背景及知识基础的情况下也能简单明了地理解图表的含义。图表中关于各组元(数据、术语名称、缩写等)的阐述要以简洁清楚为目标，避免过于复杂使得读者难以理解。
2. SCI论文中图片的投稿要求
会议文章对图片质量的要求比较低，一般投递后不会再进行修改，而杂志文章对图片质量的要求相当高，可能需要反复修改才能满足要求。如果投稿前的论文以高要求撰写，后续工作中会免去很多因修改带来的麻烦。以《Nature》期刊为例，作者的投稿主页( Submit Manuscript )为: http://mts-nature.nature.com/cgi- bin/main.plex，然后点击Instructions for Authors,就可以进入投稿指南，其中就有图表( Figures)投稿的要求，包括基本图表要求( General Figure Guidelines)和终稿图表要求( Final Figure SubmissionGuidelines)两个部分，如表1所示。这里所说的图片包括两种类型:
①借助设备仪器所获取的图片，包括电子显微镜、扫描设备及摄像机等所拍照片。
②由数据经过处理后再通过辅助软件绘制成图表，之后再导出生成的图片，主要包括各种点线图、柱状图和各种统计图等。
总之，图表规范主要包含图表排版、格式、模型、尺寸及其分辨率和颜色等。我们下面分类对论文图表的基本规范进行讲解。
表1《 ACS NANO》投稿指南( Information for Authors )中插图的基本规范
2.1图片常识须知
(1)图片的格式与转换
保存图片的时候常常选用“.jpeg”或者“jpg” 的格式。这两种格式包含信息相对较少，不建议采用。转化为“tiff" 的格式之后，质量会因此而下降(部分图像信息丢失)。
在分辨率满足要求的前提下，即使“.eps”等矢量图直观上感觉清楚一些,其实和“tiff"区别很小。
本节主要介绍这些不同的图片格式，了解不同图片格式的使用情况。通常使用的图片按照显示可以分为两类:矢量图和位图。
矢量图( Vectorgram )
矢量图也称为面向对象的图像或绘图图像，在数学上定义为一系列由线连接的点。矢量文件中的图形元素称为对象。每个对象都是一一个自成一体的实体， 它具有颜色、形状、轮廓、大小和屏幕位置等属性。矢量图根据几何特性来生成图形，其矢量可以是一个点或一- 条线，矢量图只能靠软件生成。它的优势在于文件容量较小，任意缩放或旋转也不会造成图像失真，常用于各种图形、文字及版式设计等。故矢量图在任意缩放及任意分辨率输出打印时都不会影响其图像质量。最大的缺点是难以展示出图像的层次色彩及逼真效果。矢量图形格式也很多，如Adobe llustrator 的* ai、*.eps和* .svg ; AutoCAD的*.dwg和*.dxf ; Corel DRAW的*.cdr等。常见矢量图类型的说明与比较见图1。
图1常见矢量图类型的说明与比较
位图( Bitmap )
位图又称栅格图( Raster Graphics)或点阵图，是使用像素阵列( Pixel-array/Dot-matrix点阵)来表示的图像。位图是由一个-一个像素点产生，随着图像放大像素点也随之放大，但由于像素点显示颜色的单一的特性，其位图放大后则显示出马赛克状。处理位图时，设置分辨率的高低决定了输出图像的质量。位图的文件类型很多，如*.bmp、.pcx、 *.gif、 *.jpg、 *.tiff, Photoshop的*.psd等。常见位图类型的说明与比较见图2。
图2常见位图类型的说明与比较
矢量图不受分辨率的影响，这是矢量图与位图的最大不同。因此在印刷时，无论如何缩放图形都不会造成其图像质量的下降，可以按最高分辨率显示到输出设备上。
大部分的学术期刊要求形成TIFF格式或EPS矢量图的独立文件。所以,最好在图表生成图片时，就将图片格式设定为*.tiff、*.tif的位图， 或*.eps 的矢量图形式。
(2)图片的分辨率
图像质量主要取决于图像的分辨率与颜色种类(位深度)。图像的分辨率是图像中存储的信息量，对应于每英寸图像内的像素点，分辨率的单位为ppi( Pixels Per Inch,像素/英寸)、dpi ( Dots Per Inch，点数/英寸)。
dpi ( Dots Per Inch,点数/英寸)是打印机、鼠标等设备分辨率的单位，是衡量打印机精度的重要参数。一-般来说，该值越大，表明打印机的打印精度越高。简言之电脑屏幕的输出是ppi,打印机的输出是dpi,ppi设为1000，一般打印的分辨率就为1000dpi,两者在数值上是对等的。
在Windows系统中可以右击该图片-选择属性-摘要-高级，即可查看该图片宽度和高度的像素水平与垂直分辨率、位深度等信息。
大多数期刊对图片分辨率的要求根据图片的不同而各有差异，一.般有三种情况(参考:http://art.cadmus. com/da/guidelines.jsp)，如图3所示。论文中的图片可以主要分成三种类型: Halftone Artwork、Combination Artwork和LineArtwork,三种类型的图片分辨率要求依次变高。通常我们绘制的图表所转换的图片于CombinationArtwork,投稿时分辨率最好设定在600dpi及以上。
图3不同分 辨率要求的图片案例
图3仅作参考，应根据投稿期刊具体确定图片的分辨率要求。如表6.2中《Nature》期刊对图片分辨率的要求就是300dpi及以上。为减少退稿修订的次数，在小于投稿期刊的最大文件夹容量的前提下，尽可能使用高分辨率图片。
(3)图片的色彩要求
图片的色彩模式主要分为两种: RGB和CMYK，其中RGB用于数码设备上;CMYK为印刷业通用标准。
人眼有三种不同颜色的感光体，因此出于人的感观而言色彩空间可由三种基本色来表示，这三种颜色被称为“三原色”。 其中的原色是指不能通过其他颜色的混合调配而得到的基本色。即原色可以通过改变比例来形成其他颜色，反之则不然。三原色包括色光三原色( Red, Green and Blue,RGB，也被称为三基色)和颜料三原色( Cyan, Magenta and Yellow, CMY )，如图4所示。
图4三原 色颜色示意图
RGB色彩模式是工业界的一种颜色标准，是通过对红(Red)、绿( Green)、蓝( Blue)三个颜色比例的变化及相互之间的调配来得到不同种类的颜色。因此几乎包含人眼所能感知的所有颜色，是目前运用最广的颜色系统之一。
CMYK是用于印刷的四色模式。印刷四色模式是彩色印刷时采用的一种套色模式，利用“多数期刊在稿件接收出版”色料的三原色混色原理，加上黑色油墨，共计四种颜色混合叠加，形成所谓“全彩印刷”。由于目前制造工艺还不能生产出高纯度的油墨，CMY相加的结果实际是一种暗红色。故在.三原色中还需加入一版黑色才能显示出深重的颜色。加入的元素K为定位套版色(黑色)[ Key Plate ( Black)]。 随着网络的发展，多数期刊都有网络版，而.RGB图比CMYK图更适合电子图片的展示。前者显示的效果和色彩优于后者,并且RGB转CMYK模式较容易，CMYK转RGB模式则很难，且转变后图像表现力差。所以虽然多数期刊在稿件接收出版阶段会要求图片为CMYK色彩，但现在很多期刊都逐渐接受RGB颜色模式的图片。
(4)图片的物理尺寸
在印刷排版时期刊对图片的格式有限制，即使在投稿阶段并没有严格要求。通常期刊会规定一下宽度，半幅( 单栏)在7.5cm左右，即图表单栏放置时其大小控制在7.5cm内;全幅(双栏)在15cm左右，即图表双栏放置时其大小控制在15cm内，不同期刊的规定会略有差异。
(5)图片的标注格式
一般期刊投稿都会对图片的标注格式如坐标轴轴名、图例等有所要求。所有图表中的英文标注都使用Arial,或Times New Roman字体。图表的尺寸最好保持统一。图片标注最佳的字体大小为8磅，保证图表标注的字体不过大占用太多空间，也不过小导致读者无法看清。
(6)图表的导出
上述图片投稿要求通常都可以使用辅助软件在图表绘制完成时将其另存为或导出。大部分的绘图软件都具备设定图表导出格式、分辨率的导出功能。但是Excel作为最常见的绘图软件却不具备图表导出功能。对于Excel的图表导出，主要有两种方法:使用Excel插件;借助图像处理软件。
2.2常见的表征分析及作图规范
化学和材料科学作为传统的基础学科，是目前研究历史最长、研究内容最丰富、研究面最广的两门学科。表征测试是化学和材料科学中的一个重要分支，它是以物质的物理和化学性质为基础建立起来的一种分析方法。采用较特殊的仪器，对物质进行定性分析、定量分析、形态分析。仪器分析方法所包括的种类很多，每一种分析方法所依据的原理不同，所测量的物理量不同，操作过程及应用情况也不同。
常见的表征测试方法有核磁共振( H-NMR、I3C-NMR )、紫外-可见吸收光谱( UV-VIS)、傅里叶变换红外( FT-IR)、质谱( MS)、拉曼光谱( RS )、气相色谱(GC)、液相色谱(LC )、X光电子能谱(XPS )、X射线衍射( XRD)、扫描电子显微镜( SEM)、透射电子显微镜( TEM)、原子力显微镜( AFM)、电化学分析(电化学工作站)、比表面分析、差热/热重分析( DTA/TG)等。通过分析这些表征方法的本质，可以将其分为:光谱分析法、色谱图、电化学分析法、热分析法(见表2 )。
表2常见的表征分析方法.....
举例:
(1)核磁谱图'H-NMR在作图的时候，需要在图中插入有机化合物的分子式，以方便读者或审稿人比对。如果有有机化合物的照片，也应以插图的形式插入图中。另外，在作图的时候，有机物的特征峰经常会集中到某一段化学位移中，这时,可以对局部进行放大。但在局部放大的时候，需要注意的是，因为局部放大图常以插图的形式放在图中，插图中的字体会随着图片缩小而变小，常常造成插图字体模糊不清。因此，在进行局部放大时，需要先扩大字体的磅数，再整体缩小，得到的插图字体就足够清晰了(见图6.13)。另外，除插图以外的其他字体，如氢谱的坐标轴、偶合常数等数值，也需要足够清楚，以免遭到编辑退稿。'HNMR的作图范围一般是根据有机物的出峰范围确定。比如，若是有羟基存在，那么'H-NMR的出峰范围为0~13，'H-NMR 的范围可选择为0~13.5或14。若没有羟基存在，而只有苯环存在，那么'H-NMR的出峰范围为0~9，'H-NMR的范围可选择0~10或更大。灵活选择氢谱的范围，使'H-NMR更美观、清晰。同时化学位移为0的峰为TMS (四甲基硅烷)标峰，这个峰应尽量存在。
"C-NMR的作图和'H-NMR类似，但是可以不在图中放分子式(见图5),因为I3C-NMR和H-NMR - -般都是放在一起的，有机物的分子式已经出现在了'H-NMR中，不需要重复放入"C-NMR中。"C-NMR的字体同样是需要注意的，仔细审视自已给出的图片，看看是否清晰直观。
图5 H-NMR作图范例
图6C-NMR作图范例
(2)紫外图
紫外-可见吸收光谱(UV-VIS )的分析机理是在有机化合物分子中有形成单键的σ电子、有形成双键的π电子、有未成键的孤对n电子。当分子吸收一-定能量的辐射能时，这些电子就会跃迁到较高的能级，此时电子所占的轨道称为反键轨道，而这种电子跃迁同内部的结构有密切的关系。因此，在作图时，只截取部分变化明显的谱图，而不是全谱。一般情况下，一一个紫外-可见吸收光谱图里有不止一条吸收曲线，因为随机误差或系统误差，其吸收图的尾端经常没有归零，需要对其进行校准。纵坐标吸光度同样需要从0开始，未从0开始的，需要对其进行调整。在作图时，还需要标注出其中变化比较明显的峰并在文中进行必要的说明。当同一个紫外吸收图谱存在多条吸收曲线时，应以颜色或符号进行区分,并用文字进行说明。
(3)傅里叶变换红外光谱(FT-IR )
傅里叶变换红外(FT-IR )也是光谱学分析方法的一种，因此在作图的时候与紫外-可见吸收光谱图极为相似。作图的时候同样需要注意坐标、标题，还有图中的数字是否清楚。存在多条吸收曲线时，仍然需要用颜色、符号、文字对其进行区分。在FT-IR图中，在不关注吸收的大小时，可以忽略纵坐标的数值，将目标红外光谱与参比的红外光谱放入同-图中，直观地进行峰形、峰位变化的对比(见图7，彩图见书末插页)。一般情况下，红外光谱的横坐标(波数)的范围为4000~400cm-'(有机物，无机物的出峰范围偏向更小的波数),根据具体的出峰情况，选择性的进行展示。但是在某些特殊情况下，比如只关注某几个峰的变化情况，可以单独截出这一部分峰，做成一个红外吸收光谱图。
图7傅里叶变换红外光谱(FT-IR)作图范例
(4)质谱图
拉曼光谱( Raman Spe-ctra),是一-种散射光谱。拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼( Raman )所发现的拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面的信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。拉曼光谱与傅里叶变换红外在作图上有很多相似的地方(见图8)。
图8拉曼光谱(Raman)作图范例
(5)气相色谱(GC)、液相色谱(LC)和质谱(MS)
气相色谱和液相色谱作为强大的分离工具可以用来对有极性差异的有机混合.物进行分离，再配合质谱( HPGC-MS、HPLC-MS ),可以进行定性和定量分析,在高分子分子量和成分研究中，这是一种重要的表征手段。其作图范例见图9和图10。
图9质谱(MS)作图范例
图10液相色谱(LC)作图范例
(6) X射线光电子能谱.(XPS )
X射线光电子能谱技术(XPS)是电子材料与元器件显微分析中的一-种先进分析技术。它不仅能提供分子结构和原子价态方面的信息,还能用于分析各种化合物的元素组成和含量、化学状态、分子结构、化学键方面的信息。XPS不但可提供总体方面的化学信息，还能给出表面、微小区域和深度分布方面的信息。如果做的是定性分析,在作图的时候可以不添加纵坐标数据，只进行分峰，对各个小峰进行定性。而如果做的是定量分析，需要确定各元素的量时，则必须添加纵坐标数据，对峰进行拟合、积分，求得峰面积，进而确定元素的百分比或含量( 见图11,彩图见书末插页)。另外，由于XPS图谱中，常常可以分出许多元素峰，而有些峰非常之小，如果有必要，可以做一个局部放大图，以便他人阅读。另外，不同的峰应用不同颜色的曲线进行区分，也可用同样的颜色不同的符号进行区分。在作图时，用加粗的TimesNewRoman字体，对各个图进行标记。
图11X射线光电子能谱( XPS )作图范例
(7)X射线衍射(XRD)
XRD即X-ray diffraction的缩写，通过对材料进行X射线衍射，分析其衍射图谱，获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息。X射线是一种波长很短( 约为0.06 ~ 20埃)的电磁波，能穿透一定厚度的物质，并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。根据XRD的数据作出的图，需要与标准卡片进行对比，以获得正确的元素形式及晶型。
在作图的时候，需要将特征峰的2θ值在图中标出，也可以标出特征峰代表的晶面或元素。作图时根据需要选择间隔大小以及间隔个数。若只是比较峰工业生长位置，可不标出峰强度的具体数值。在数值较多时，可以用虚线或者其他形式于图中进行标记。纵坐标为Intensity/a.u.， 横坐标为20/ (° ),用TimesNewRoman字体。另外，通过原始数据作出的XRD图，可以根据需要适当的平滑一下。作图范例见图12。
图12 X射线衍射(XRD)作图范例
(8)扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜( TEM)
SEM和TEM得到的数据都是图片，需要处理的比较少，重点在于挑选的图片需要直观、清晰、有代表性，能够直观地反映本质。作图的时候尽量去掉拍照的时间以及仪器信息。而在对图片进行标号的时候，字体颜色一定要与图片形成反差。比如图13，图片的颜色偏黑色，那么字母的颜色便选择用白色，这样才足够清晰。另外，分辨率是SEM和TEM图片最为重要的部分，必须以显性的颜色在图中进行标记。
图13 扫描电子显微镜( SEM )作图范例
(9)电化学图谱(循环伏安为例)
电化学分析法是应用电化学原理和技术，利用电解液与其电化学性质的关系而建立起来的一类分析方法。其操作方便，应用面广。电化学分析法既可定性，又可定量;既能分析有机物，又能分析无机物，并且方法简单便捷，在工业生产、科学研究等各个领域有着广泛的应用。循环伏安法( CyclicVoltammetry )是一-种常用的电化学研究方法。常用来测量电极反应参数，判断其控制步骤和反应机理，并能观察整个电势扫描范围内可发生哪些反应，及其性质如何。和其他测试方法-样，在作图的时候，需要注意数字、坐标、文字不能过小，影响观看。另外，在曲线比较多的时候，应适当选择颜色或图标以进行区分。不同的曲线，可以进行标记。比较重要的点、线、峰应进行标注，以在图谱中突出(见图14，彩图见书末插页)。
图14电化学分析作图范例