“稀”心畢力
——稀土資源利用國家重點實驗室

稀土資源利用國家重點實驗室依托中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所，在1987年經(jīng)科技部批準(zhǔn)成立的“稀土化學(xué)與物理開放實驗室”的基礎(chǔ)上，整合相關(guān)研究力量和相關(guān)資源組建的。實驗室是科技部于2007年批準(zhǔn)籌建的27個國家重點實驗室之一，并于2010年初通過驗收，正式步入國家重點實驗的行列。

奮斗不止 以“稀”為貴

在工業(yè)界有這樣一個比喻，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基本國策。

中國科學(xué)院稀土資源利用國家重點實驗室緊緊圍繞國家重大戰(zhàn)略需求和世界科學(xué)發(fā)展前沿，經(jīng)過20余年的努力，在稀土理論、稀土功能材料、稀土分離和稀土生物學(xué)等領(lǐng)域取得了顯著成就，形成了在國內(nèi)外具有優(yōu)勢和特色的研究方向。實驗室的建立將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)支撐和人才儲備。

中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所稀土資源利用國家重點實驗室

近些年，實驗室承擔(dān)國家級、省部級等各類科研項目、子課題228項，包括原國家“973”計劃項目10項，原國家“863”計劃項目7項，國家科技支撐計劃項目3項，國家自然科學(xué)基金重大/重點項目、面上和青年基金79項，國際合作項目14項，中國科學(xué)院先導(dǎo)專項1項，省部級項目99項。實驗室成立至今共獲得國家和部級獎勵50余項，其中包括國家自然科學(xué)獎二等獎1項、國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎各1項；中國科學(xué)院科技進(jìn)步獎一等獎2項、二等獎5項、三等獎9項；省部級各種科學(xué)技術(shù)獎一等獎13項。出版專著20多部。發(fā)表學(xué)術(shù)論文4100多篇。授權(quán)國家發(fā)明專利240余項。省部級鑒定成果40余項，專利實施轉(zhuǎn)化40余項。實驗室積極推進(jìn)高技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化，先后組織實施了包頭稀土礦清潔冶金分離產(chǎn)業(yè)化，攀西礦鈰、釷、稀土分離等國家產(chǎn)業(yè)化示范工程，建成了年產(chǎn)100噸規(guī)模的稀土—鎂中間合金基地等，為我國稀土資源利用做出了令人矚目的創(chuàng)新貢獻(xiàn)，發(fā)揮了稀土在材料和資源領(lǐng)域的引領(lǐng)和示范作用。

實驗室現(xiàn)有固定人員60余人，其中，中國科學(xué)院院士3人，在職研究員20余人，副研究員17人，技術(shù)人員6人。國家杰出青年基金獲得者6人，中國科學(xué)院“百人計劃”獲得者11人，國家優(yōu)秀青年基金獲得者2人，具有博士學(xué)位的30余人，中青年占80%以上。實驗室還有客座教授、訪問人員、博士后、研究生等流動人員近120多人。

實驗室自建立以來，一直堅持以人為本的發(fā)展理念，始終注重高水平人才引進(jìn)與人才培養(yǎng)相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)引進(jìn)關(guān)鍵人才、用好現(xiàn)有人才、培養(yǎng)未來人才，使優(yōu)秀人才不斷涌現(xiàn)，隊伍創(chuàng)新能力顯著提高，研究生教育持續(xù)發(fā)展，形成了科技創(chuàng)新與人才培養(yǎng)相互促進(jìn)、共同發(fā)展的良好局面。從2001年至今，實驗室通過引進(jìn)中國科學(xué)院“百人計劃”優(yōu)秀人才和中青年學(xué)術(shù)帶頭人，有序地完成了研究隊伍的新老交替工作，形成了一支包括由實驗室著名稀土化學(xué)家倪嘉纘院士和蘇鏘院士把握學(xué)術(shù)方向，有一批老一輩的稀土專家扶持，中青年學(xué)術(shù)帶頭人和學(xué)術(shù)骨干在內(nèi)的老中青相結(jié)合、結(jié)構(gòu)合理、充滿活力的研究梯隊。青年科技人員思想活躍，競爭意識強(qiáng)，注重國際交流，有些在國內(nèi)已成為該領(lǐng)域的知名專家、學(xué)者，而且在國際上也嶄露頭角，并被國內(nèi)外同行所承認(rèn)，在發(fā)表學(xué)術(shù)論文、申請發(fā)明專利等方面都做出了突出貢獻(xiàn)。

四大方向創(chuàng)新行

1.稀土化學(xué)生物學(xué)與納米生物材料

研究稀土在動物體內(nèi)的分布和存在狀態(tài)，稀土與體內(nèi)配體及生物活性物質(zhì)等的作用機(jī)理，探討無機(jī)化合物在重要生命過程中的調(diào)控作用。稀土化合物在體溫37℃，pH=7的低離子強(qiáng)度下，可使B-DNA轉(zhuǎn)化為Z-DNA，并與體內(nèi)RNA聚合酶類似，這一轉(zhuǎn)化過程具有可逆性。擬開展對Z-DNA的研究，故預(yù)期能獲得一批具有熒光標(biāo)記能力有能選擇性與Z-DNA作用的納米稀土化合物及其他化合物，進(jìn)而研究其機(jī)理，識別過程并發(fā)展新型Z-DNA探針，研究體內(nèi)癌癥發(fā)展與Z-DNA的關(guān)系。針對抗癌、抗艾滋病、抗病毒及神經(jīng)退行性疾病等國家重大需求開展創(chuàng)新藥物研究，從核酸和蛋白質(zhì)兩個路線出發(fā)開展工作。進(jìn)一步在分子和化學(xué)鍵水平上研究它們在調(diào)控生理過程中的分子識別、信息傳遞。為篩選和研究以蛋白質(zhì)、核酸為靶子的抗癌、抗艾滋病、抗病毒及治療神經(jīng)退行性疾病等藥物提供基礎(chǔ)科學(xué)數(shù)據(jù)。

2.稀土綠色分離化學(xué)與清潔過程

綠色分離工藝及優(yōu)質(zhì)原材料：

（1）進(jìn)一步完善攀西氟碳鈰礦提取和分離的清潔工藝，實現(xiàn)高效化、高值化和清潔化的生產(chǎn)平臺技術(shù)；

（2）開發(fā)包頭礦釷、稀土提取、分離的環(huán)境友好新工藝；

（3）開發(fā)第三代單一稀土分離綠色新流程；

（4）開發(fā)超高純單一稀土的分離技術(shù)。

稀土分離生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)原料是稀土高新技術(shù)材料的源頭，以高純氟化鈰優(yōu)質(zhì)原材料的工業(yè)制備和應(yīng)用為突破口，針對各個領(lǐng)域的應(yīng)用需求，形成氟碳鈰礦清潔生產(chǎn)平臺技術(shù)并建立相關(guān)生產(chǎn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

分離技術(shù)與釷反應(yīng)堆特種核能材料：通過研究釷的高效分離制備技術(shù)，為戰(zhàn)略資源—釷反應(yīng)堆提供特種核能釷材料，為解決我國未來的能源緊缺提高可靠的原材料。

3.稀土先進(jìn)功能材料

（1）基礎(chǔ)理論研究：研究稀土化合物復(fù)雜晶體化學(xué)鍵理論，探明鍵長、鍵角、電負(fù)性等微觀參數(shù)與宏觀性能的聯(lián)系和變化規(guī)律，研究材料的化學(xué)鍵參數(shù)，材料的尺寸變化與電子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵等微觀參數(shù)之間的變化規(guī)律，為材料的設(shè)計合成提供科學(xué)依據(jù)和指導(dǎo)。

（2）稀土發(fā)光、光放大與光存儲材料：新型高效紅、綠、藍(lán)稀土熒光粉、光放大材料和超高密度三維光存儲的研制。

（3）旋軌耦合與稀土電性材料：研究稀土化合物的能帶結(jié)構(gòu)、態(tài)密度、化學(xué)鍵參數(shù)與材料結(jié)構(gòu)、組分之間的定量關(guān)系；研究電荷、自旋和軌道自由度的耦合與關(guān)聯(lián)效應(yīng)以及它們對磁性、金屬—絕緣體轉(zhuǎn)變的影響；利用稀土元素的重費米子的特征，研究層狀化合物畸變結(jié)構(gòu)中原子的短程無序和替位缺陷對電聲子相互作用的影響，研究熱功轉(zhuǎn)換材料中電聲子的耦合與轉(zhuǎn)換，開展低維材料的合成及性能表征等方面的研究工作，開發(fā)其在熱功轉(zhuǎn)換材料方面的應(yīng)用。

4.高效、綠色催化技術(shù)與材料

（1）全稀土汽車尾氣催化劑：研究具有非化學(xué)計量比復(fù)合氧化物中結(jié)構(gòu)缺陷、摻雜離子的種類和價態(tài)等對其結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系的影響；以天然氣（主要是甲烷）催化燃燒、汽車尾氣污染物凈化為目標(biāo)反應(yīng)，結(jié)合稀土催化材料的組成、結(jié)構(gòu)與催化性能的關(guān)系研究，闡明稀土催化材料結(jié)構(gòu)與性能之間的構(gòu)效關(guān)系。結(jié)合汽車尾氣凈化器的研究，將新型稀土催化材料應(yīng)用于汽車尾氣凈化，提高其催化性能和耐燒結(jié)能力，研發(fā)出新型歐3汽車尾氣凈化器。

（2）高性能稀土橡膠催化劑：研究稀土化合物的結(jié)構(gòu)、稀土催化劑的組成、稀土催化劑的配制方法對1，3-雙烯烴(丁二烯、異戊二烯)聚合反應(yīng)和聚合產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響，研究稀土橡膠的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，混煉配方、硫化條件和工藝對性能的影響，形成稀土催化劑的規(guī)模化制備工藝，進(jìn)行稀土橡膠工程化研究和產(chǎn)品性能的開發(fā)，為萬噸級稀土橡膠的生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

“創(chuàng)新永無止境，改革未有窮期。”在中國科學(xué)院“率先行動”計劃的帶領(lǐng)下，中國科學(xué)院稀土資源利用國家重點實驗室將繼續(xù)瞄準(zhǔn)科學(xué)前沿，滿足國家需求，為我國稀土事業(yè)的蓬勃發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。