摘要：在工業(yè)界有這樣一個(gè)比喻，如果說石油是工業(yè)的血液，那么稀土就是工業(yè)的維生素。稀土元素是我國的寶貴資源，工業(yè)儲(chǔ)藏量居世界首位。稀土資源的開發(fā)和綜合利用是我國的一項(xiàng)基本國策。
關(guān)鍵字：激光,激光技術(shù),光器件
在工業(yè)界有這樣一個(gè)比喻，如果說石油是工業(yè)的血液，那么稀土就是工業(yè)的維生素。稀土元素是我國的寶貴資源，工業(yè)儲(chǔ)藏量居世界首位。稀土資源的開發(fā)和綜合利用是我國的一項(xiàng)基本國策。
在中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所(以下簡稱長春應(yīng)化所)有這樣一支科研力量，他們一輩子與稀土打交道，視稀土為黃金。
“所里老一輩科學(xué)家從1950年開始從事稀土研究，在該研究領(lǐng)域創(chuàng)造了20余項(xiàng)國內(nèi)首創(chuàng)，培養(yǎng)了三位院士。”日前，稀土資源利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任薛冬峰在接受采訪時(shí)表示，實(shí)驗(yàn)室致力于解決稀土應(yīng)用研究領(lǐng)域的重大技術(shù)問題。
多項(xiàng)首創(chuàng)
據(jù)薛冬峰介紹，20世紀(jì)50年代，長春應(yīng)化所在國內(nèi)率先分離出全部單一稀土，建立了第一家稀土分離中間工廠，提出處理包頭稀土礦的工藝流程。
隨后，長春應(yīng)化所的科研人員首創(chuàng)了用醋酸銨離子交換法分離出高純釔、用熔鹽電解法制備出稀土金屬，在國內(nèi)首次制成稀土無機(jī)液體激光工作物質(zhì)、生長出摻釹鋁酸釔激光晶體等。
20世紀(jì)80年代，隨著材料科學(xué)的發(fā)展與國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，長春應(yīng)化所建立了我國第一家稀土固體化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，全面開展稀土光、電、磁性質(zhì)及鑭系理論研究。
薛冬峰說：“當(dāng)年，我們幾乎與國外同步，在國內(nèi)開辟了一個(gè)新的學(xué)科分支領(lǐng)域——稀土生物無機(jī)化學(xué)，從分子與細(xì)胞水平深入開展了稀土生物無機(jī)化學(xué)研究。”
20世紀(jì)90年代，長春應(yīng)化所制備出高效率的稀土激光倍頻晶體，成為國內(nèi)第一家國防用稀土激光晶體生產(chǎn)高純稀土氧化物(99.9999%)供應(yīng)基地，在全國實(shí)現(xiàn)16種稀土氧化物的高純化。
長春應(yīng)化所將首創(chuàng)的高效、綠色分離高純稀土氧化物流程應(yīng)用到四川攀西氟碳鈰礦，使我國成為世界上能夠分離高純稀土氧化物的少數(shù)幾個(gè)國家之一。
進(jìn)入21世紀(jì)以來，長春應(yīng)化所與四川新力光源合作，研制出稀土交流LED熒光粉和發(fā)光器件，在國際上首創(chuàng)新一代交流LED白光照明光源技術(shù)，解決了交流LED發(fā)光頻閃的世界性難題，如今交流LED燈用產(chǎn)品已經(jīng)銷往國內(nèi)外。
人才濟(jì)濟(jì)
60多年來，在倪嘉纘、蘇鏘、張洪杰三位院士的帶領(lǐng)下，長春應(yīng)化所在稀土化學(xué)與物理領(lǐng)域逐步奠定了學(xué)術(shù)底蘊(yùn)，為我國稀土資源的利用和稀土高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)與技術(shù)支撐和人才儲(chǔ)備。
1987年，經(jīng)科技部批準(zhǔn)長春應(yīng)化所成立了稀土化學(xué)與物理開放實(shí)驗(yàn)室，稀土資源利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室也是在此基礎(chǔ)上，整合相關(guān)研究力量和資源組建的。薛冬峰介紹，實(shí)驗(yàn)室是科技部于2007年批準(zhǔn)籌建的27個(gè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室之一，并于2010年初通過驗(yàn)收，正式步入國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的行列。
發(fā)展至今，稀土資源利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室有固定人員50余人，中青年占80%以上。其中，中科院院士3人，國家杰出青年基金獲得者6人，中科院“百人計(jì)劃”獲得者10人，國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金獲得者3人，國家“創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃”中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才2人。
同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室為國家培養(yǎng)了一大批稀土專業(yè)人才，為稀土資源的高值化利用與發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。
比如，張洪杰院士帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)長期從事稀土功能材料的研究，以材料的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系為研究重點(diǎn)，發(fā)展了系列材料制備的新方法和技術(shù)，合成若干種稀土固體及雜化復(fù)合材料。
碩果累累
實(shí)驗(yàn)室以稀土與相關(guān)元素相互作用為基礎(chǔ)，研究并解決稀土信息、能源與結(jié)構(gòu)材料及化學(xué)生物學(xué)等領(lǐng)域的一些關(guān)鍵性前沿問題。
薛冬峰指出，稀土元素活潑的化學(xué)性質(zhì)，且具有獨(dú)特的4f電子結(jié)構(gòu)、大的電子磁矩以及強(qiáng)的旋軌耦合特性，可形成配位數(shù)在3～12之間變化的、晶體結(jié)構(gòu)多樣化的功能材料。
稀土是提升鎂合金綜合性能的合金元素，具有良好的變質(zhì)和精煉凈化作用，稀土鎂中間合金是稀土加入鎂合金中的好形式。
實(shí)驗(yàn)室研制了17種鎂—稀土中間合金系列，建立了全國第一家稀土鎂中間合金產(chǎn)業(yè)化示范基地，形成100噸/年稀土鎂中間合金和1000噸/年稀土鎂合金的生產(chǎn)線。
張洪杰和他的同事孟健帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)解決了稀土鎂合金用于汽車零部件生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝和技術(shù)，并首次應(yīng)用到國產(chǎn)汽車零部件和國防軍工上。
據(jù)薛冬峰介紹，稀土元素的長期使用、慢性累積，使其已經(jīng)進(jìn)入生物鏈，稀土與生物大分子之間的相互作用亟待深入研究。在稀土納米材料的代謝毒性、多模式成像及治療方面發(fā)現(xiàn)CeO2具有酶催化功能，實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建了顏色變化的邏輯門及用于阿爾茨海默氏癥(老年癡呆癥)藥物治療釋放的調(diào)控試劑。
在工業(yè)領(lǐng)域，稀土綠色分離化學(xué)與清潔過程處于稀土元素供應(yīng)鏈的核心位置，決定了礦物的利用率和高端產(chǎn)品的質(zhì)量，也是企業(yè)實(shí)現(xiàn)環(huán)保達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵。
近年來，實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)了重大科學(xué)問題導(dǎo)向“稀土資源高效利用和綠色分離的科學(xué)基礎(chǔ)”(“973”項(xiàng)目課題)，科研團(tuán)隊(duì)提出了基于自主研發(fā)的新型中性磷萃取劑Cextrant230的氟碳鈰礦鈰(IV)、氟、釷、稀土(III)萃取分離流程，構(gòu)建了工信部專項(xiàng)“清潔冶金高效分離新技術(shù)產(chǎn)業(yè)平臺(tái)”，已提供給釷基核能先導(dǎo)專項(xiàng)組純度大于99.99%的高純釷樣品。
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