綠、黃、橙、紅!中國科學家讓稀土大變身

色彩鮮艷的玩具、印刷精美的包裝……一些工業顏料為了保持顏色持久鮮亮,可能會含有少量鉛、鎘、汞等重金屬。即便採用包覆技術,仍難以完全杜絕重金屬在特定環境下溶出,進而通過接觸、吸入或誤食進入人體,侵蝕神經、造血系統和腎臟。

 

如今,這一難題即將被攻克。國家重點研發計劃“物態調控”重點專項項目首席科學家、國家高層次人才計劃科技創新領軍人才、大連民族大學教授董斌團隊成功研發出全新一代環保顏料,以中國豐富的稀土資源為基礎,通過“寬頻隙基質+稀土摻雜”的創新路線,實現了綠、黃、橙、紅四大色系的高飽和度呈色。

 

團隊核心成員羅昔賢回憶説,團隊原本是做稀土基礎研究的。一次偶然的實驗觀察讓團隊發現,稀土離子既能實現顯色,又能避開重金屬毒性。於是,這支科研團隊正式踏上了環保顏料的研發之路。

 

硅鋁酸鹽在製備和使用過程中對環境友好,符合理想著色顏料要求。研發過程中,團隊面臨的最大挑戰,在於稀土離子光學行為的精準調控與色系飽和度的高效優化。團隊需要在成千上萬種材料組合中篩選合適的寬頻隙基質。為此,團隊在實驗室裏度過了無數個不眠之夜,僅稀土離子與寬頻隙基質材料的匹配實驗就做了上千次。

 

在成本控制方面,團隊同樣實現了突破。硅鋁酸鹽是地殼中儲量最豐富的礦物之一,來源廣泛且價格低廉。生産該顏料所需的稀土離子多為市場需求較小的元素,成本優勢明顯。

 

目前,團隊已經實現了綠、黃、橙、紅四大色系顏料的穩定産出,並與大連金普新區達成初步合作意向,通過校地合作建立500噸級試驗生産線,實現量産。

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