蘭州大學—這個高端“中心” ，為什麼花落蘭大？ —甘肅站—beplay2网页登录

　　稀土資源是全球競爭的關鍵礦產資源。推動我國從“稀土大國”邁向“稀土強國”，技術創新是關鍵。2023年3月，蘭州大學“稀土功能材料教育部工程研究中心”建設計劃通過專家論證。研究中心致力於開展新型稀土功能材料的技術創新和產業化關鍵技術開發，提高我國稀土資源的高值化應用水平，推動我國稀土高端材料的成果轉化及產業化。未來建設中，研究中心將聚焦哪些研究方向？將重點解決稀土領域的哪些發展難題？帶著這些問題，我們訪談了稀土功能材料教育部工程研究中心主任、化學化工學院唐瑜教授。

　　1.稀土功能材料教育部工程研究中心建設的背景是什麼？

　　稀土功能材料教育部工程研究中心依托於蘭州大學化學一級學科建設。稀土專業曆史悠久，是上世紀70年代國家在蘭州大學首批設立的專業之一，為國內很多企事業單位培養了稀土領域的專門化人才。而後，在稀土化學專業的基礎之上建設了無機化學學科，稀土元素化學成為無機化學學科非常重要的一個研究方向。很多老師都在從事稀土配位化學的相關研究工作，我們也在2022年獲批了基金委“稀土功能材料”創新研究群體，這是一個以基礎研究為主的群體。

　　近年來，我們在豐厚的基礎研究成果基礎上與企業進行著十分密切的合作。早在2019年12月，包鋼(集團)公司與蘭州大學簽訂了戰略合作協議，雙方將合作深化到實驗室、工廠、車間等。2022年，我們又與其下屬的北方稀土公司簽訂了全麵合作的框架合作協議。可以說蘭州大學與稀土行業相關企業在科學研究、人才培養、成果轉化等方麵都有著非常緊密的聯係。

　　稀土功能材料教育部工程研究中心的建設與應用轉化、企業發展密切結合，不僅可以將基礎研究的成果在企業進行轉化，更能夠解決稀土行業的實際技術難題。基於此，建設稀土功能材料教育部工程研究中心不僅能夠切實服務於企業的創新發展、與行業的進步緊密結合，更在發揮我們基礎研究優勢的條件下滿足了為國家稀土事業發展作出更大貢獻的熱切願望。

　　2.研究中心聚焦的研究方向是什麼？

　　一是稀土配位化學基礎研究，主要以我們擅長的分子設計方式進行稀土功能材料的設計與性能調控相關研究工作。借助於稀土配位化學研究這一手段，對研究範式進行進一步的變革，計劃在未來將人工智能、機器學習與化學研究緊密結合，借助人工智能優勢開展相關的稀土配合物及其材料設計合成性能調控研究。這是整個中心研究的基礎支撐。

　　二是稀土智能發光材料研發。在稀土配位化學的研究基礎上，應用的出口主要在於稀土智能發光材料的研製。它是對外界刺激能進行響應的一類材料，可以用於光學編碼、生物診療等方麵。與此同時，檢測試劑盒以及高性能長餘輝發光材料的研製也是這一研究下的主要內容。這是比較重要的應用與轉化出口，也是我們長期從事的一個研究方向。

　　三是稀土能源催化材料研發。對比裂解水製氫、製氧，我們當下圍繞我國“碳達峰”、“碳中和”的重大戰略目標，將稀土促進型催化劑應用在光解、電解水製氫製氧以及二氧化碳轉化等方麵。與此同時，在保有鈣鈦礦太陽能電池材料質輕、價廉、可溶液加工和大麵積製備等優勢的前提下，為突破其穩定性欠佳的局限，我們也正在嚐試創新性地將有機稀土配合物應用於這一體係中，加速鈣鈦礦太陽能電池器件的產業化進程。

　　四是稀土環境修複材料研發，這是一個具有創新性和突出特色的研究方向，將助力國家清潔能源戰略和“雙碳”目標早日實現。當下我們已經與甘肅稀土公司開展了廢水處理的長期合作，利用稀土環保型功能材料的研發探索廢水模塊化處理的新技術，從而實現廢水安全排放。與此同時，我們的創新性也體現在將太陽能技術應用於高鹽廢水處理的體係之中，目前已在甘肅稀土公司完成中試。未來，我們將持續聚焦廢氣、廢水、廢渣處理的問題，與更多稀土企業進行合作，不僅可以助力企業環保、長效發展，更能使我們國家的稀土生產以及相關行業真正做到綠色、可持續發展。

　　3.研究中心當前已有的成熟技術有哪些？有著怎樣的建設基礎？

　　日常得見的防偽標簽是一個典型案例。中心圍繞分子水平精準調控稀土配合物發光材料的功能這一關鍵科學問題，開展係統性的刺激響應型稀土配合物智能發光材料創製研究。與舊有的防偽標簽相比，研製的新型標簽不僅能夠以熒光的方式指示冷鏈運輸過程中溫度的變化，更能以熒光顏色為區分精確指示運輸與保存所經曆的時間，很大程度上規避了疫苗、食品等在冷鏈運輸中質量受損的風險。此外，因熒光油墨和熒光凝膠具備多級刺激響應、高安全性及顏色豐富等特性，難以被仿製，可作為高檔商品的防偽標簽。這一關鍵技術目前已進入中試階段。

　　與此同時，稀土能源催化新材料、稀土環境修複/環保材料等的研發技術已經十分成熟，目前大多進入中試階段，未來會更進一步對其推廣、應用與轉化。

　　中心的獲批得益於化學化工學院、功能有機分子化學國家重點實驗室、甘肅省有色金屬化學與資源利用重點實驗室等的協助。2022年，我們獲批了基金委“稀土功能材料”創新研究群體，許多無機化學方向的老師正在從事稀土配位化學的相關研究工作，基礎研究成果豐厚。此外，我們的研究導向也由個體興趣轉為國家重大戰略需求，基礎研究的深入推進不放棄、不放鬆；在此基礎上，研究中心正與稀土行業內多家企業進行緊密的長期合作，工程化工作的展開正穩步進行，稀土功能材料教育部工程研究中心的建設基礎十分堅實。

　　4.研究中心將與共建單位北方稀土集團、包頭稀土研究院等企業的產業優勢進行對接，合作模式是怎樣的？將如何充分發揮雙方優勢？

　　兩方的聯係、交流與合作往來已久。主要體現在科研項目落地與轉化、人才培養及互派常駐人員三個方麵。

　　科研項目合作過程中，蘭州大學與稀土相關企業就其發展難題與困境設立橫向項目，在基礎研究的創新上切實服務於企業長效發展；共建單位如北方稀土集團、包頭稀土研究院等則為我們提供了優秀的中試基地與科研成果轉化場所，助力產出看得見、摸得著的產品。兩方優勢結合，契合我國稀土產業發展的重大戰略需求。

　　人才培養同樣十分重要。專業學位碩士生與專業學位博士生的培養需要學校與企業雙方共同努力。蘭州大學充分發揮自身的人才培養優勢，對企業一線員工中同等學力的研究生進行招收，結合其在一線生產過程中梳理的數據與問題凝練科學問題，響應其技術創新的需求，提升技術創新的能力。由此，我們能夠將論文真正“寫在祖國的大地上”。2022年，我們也獲批了材料與化工專業博士點，將於今年麵向企業一線員工進行招生。

　　互派常駐人員的工作也於近日展開。蘭州大學派出六位助企教授深入北方稀土集團進行交流，五位來自該集團的一線員工也進入我們實驗室擔任助理實驗師。雙方在交流對接的過程中共享經驗、解決問題，在長效合作中實現互利共贏。

　　5.研究中心成立後將重點解決稀土領域的哪些發展難題？

　　從我們自身出發，需要回答“兩個如何”。一是如何將基礎研究優勢轉化為應用優勢，在發表高質量學術論文的同時切實將其轉化為服務國民經濟發展的產品。二是如何加強中試成果轉化，提升產品質控實效，從而真正解決企業長效發展的難題。

　　從國家戰略需求出發，我們致力於在推動我國由“稀土大國”轉為“稀土強國”的進程中做出貢獻。當前，全球的稀土儲量大約為1.3億噸，其中中國占了5500萬噸，占全球總量的37%，位居第一。中國不僅是稀土儲存量最多的國家，也是稀土生產量最大的國家。雖然有豐富且多樣的稀土資源，但是我國的技術研發與應用轉化水平相對較低。如何將資源優勢轉化為研究優勢、技術優勢，真正創新出高科技產品，提升稀土資源附加值，這是亟待突破的關鍵問題。

　　除了研究方向上的獨創性，我們同樣能夠實實在在地解決稀土企業發展的困境。我們與北方稀土公司有著直接且密切的交流，在前期調研過程中實地參觀了白雲鄂博的稀土礦。同樣，甘肅稀土公司的一線員工也與我們保持著緊密的聯係。基於此，我們能夠精準把握企業發展的痛點、難點。

　　以廢水處理為例，我們曾為甘肅稀土公司做過兩個中試項目，其中之一就是高鹽廢水的處理。將我們的太陽能技術投入汙水處理中，充分利用太陽的能量進行汙水蒸發，而後回收鹽。從前端有機汙染物的處理一直到高鹽廢水的蒸發，我們的技術不僅能夠提高整個流程的穩定性，更能幫助企業最大程度地節約廢水處理的成本，助力企業綠色、長效、可持續發展。

　　整個過程中，我們一直在努力突破空間的局限，借助稀土功能材料教育部工程研究中心這一平台將基礎研究成果真正轉化為產品，推向應用、推向市場，促進稀土功能材料產業發展，提高我國稀土資源的高值化應用水平。

　　6.研究中心的主要組成力量都有哪些？

　　目前，稀土功能材料教育部工程研究中心依托蘭州大學建設和運行，主要設置技術委員會、中心主任、中心副主任、研發工程部、成果轉化部、平台管理部等。

　　在人員構成上，主體部分是蘭州大學化學化工學院的老師，尤其是無機化學學科的老師。同時，我們也需要共建單位如北方稀土集團、包頭稀土院等的教授級高級工程師作為研究人員參與共建，為我們提供良好的科研成果基礎。此外，我們也邀請了國內稀土材料化學及相關領域的知名技術專家組成技術委員會參與，這是未來能夠指導中心更好建設與發展的堅實力量。

　　7.在申請建設平台的過程中有沒有什麼困難或印象深刻的事情？

　　前期的組織籌劃是相對穩紮穩打的，但疫情的衝擊使得後期答辯與論證略顯困難。2022年7月，答辯工作展開，當時大家都封控在家，無論是錄製視頻還是製作答辯PPT都十分不便，隻能通過各種渠道收集線下素材，同時梳理家中已有的數據備份，克服困難將這一工作完成。最終批準建設的消息鼓舞人心，後期節奏的遲緩與進度的耽擱如今看來倒也不足掛齒。

　　與此同時，申請書撰寫時對於應用成果的凝練也投入了我們很大的精力。學科內的老師大多長期浸潤在實驗室的環境與氛圍中，多以基礎研究項目申報為主。純應用的、工程化的項目是大家第一次接觸，較為陌生。得益於近年來與稀土相關企業良好的合作基礎與科研院所的指導和建議，我們能夠結合已有的工程化基礎，將偏應用的成果與經驗做了很好地梳理、總結。最終，申請書的完成度和清晰度令我們大家都十分滿意。