我国科研团队在稀土领域接连取得重大突破,两项成果分别登上国际顶级学术期刊,为稀土资源的高效利用与可持续发展开辟了新路径。其中,一项关于绝缘性稀土纳米晶高效电致发光的研究成果发表于《自然》杂志,另一项关于植物体内稀土生物成矿的发现则在线发表于《环境科学与技术》。
稀土作为不可替代的战略资源,素有“工业维生素”之称,在人工智能、新能源、国防等关键领域扮演着核心角色。我国虽在稀土储量和冶炼技术上占据优势,但在高端功能材料与器件开发方面仍面临瓶颈。特别是镧系掺杂纳米晶,尽管具备色纯度高、稳定性强等理想发光特性,却因绝缘特性难以被电流直接激发,限制了其高价值光电应用。
针对这一难题,黑龙江大学、清华大学与新加坡国立大学联合团队提出创新性的有机半导体敏化策略。研究人员以功能化有机配体为“光电桥梁”,将能量精准传递至绝缘稀土纳米晶,首次实现了电流驱动下的高效发光。实验数据显示,该技术使电致发光器件效率提升76倍,并可通过调控稀土离子实现单一器件的全光谱发光。这一突破不仅打通了稀土材料特性向高端器件功能转化的技术路径,更为超高清显示、近红外通信、生物医疗等领域提供了全新材料体系。
与此同时,另一项关于稀土生物成矿的研究为资源可持续利用提供了新思路。中国科学院广州地球化学研究所团队在乌毛蕨这种蕨类植物体内发现,稀土元素不仅能被高效富集,还会在植物组织细胞间“自我组装”,形成名为“镧独居石”的矿物。这是科学界首次在天然植物中观测到稀土元素的生物成矿现象,相关成果于近日在线发表于国际学术期刊。
研究发现,乌毛蕨作为稀土“超积累植物”,其叶片维管束和表皮组织中吸收的稀土元素会以纳米颗粒形式沉淀,并结晶为镧独居石。这一过程实为植物的自我保护机制——通过将可能损伤细胞的稀土离子封存于矿物结构中,实现自然“解毒”。与传统地质过程中形成的独居石不同,植物生成的“生物独居石”纯净无辐射,且在常温常压条件下即可形成,展现出绿色提取的巨大潜力。
传统稀土开采常伴随生态破坏,而生物成矿技术的发现为稀土资源利用提供了更清洁的解决方案。两项成果分别从材料开发与资源获取角度突破技术瓶颈,标志着我国在稀土领域自主创新能力与终端产品附加值的显著提升。













