稀土研究突破國產(chǎn)光電技術(shù) 點石成金引領(lǐng)創(chuàng)新!2025年11月20日,清華大學(xué)韓三陽團(tuán)隊聯(lián)合多國科研力量在《自然》雜志上發(fā)表了一項研究,成功讓被稱為“絕緣寶石”的稀土材料通上了電。這項被網(wǎng)友贊譽(yù)為“點石成金”的技術(shù),通過為稀土納米晶打造“能量轉(zhuǎn)換外衣”,解決了電致發(fā)光的核心難題。這不僅標(biāo)志著我國在稀土應(yīng)用領(lǐng)域再次領(lǐng)先,也在中美科技競爭中占據(jù)重要地位。
稀土納米晶具有高色純度和長壽命等優(yōu)勢,但由于其絕緣特性,電流無法高效注入,導(dǎo)致難以應(yīng)用于現(xiàn)代電致發(fā)光器件。韓三陽團(tuán)隊創(chuàng)新性地采用有機(jī)-無機(jī)雜化策略,通過表面修飾構(gòu)建特殊界面層,使稀土納米晶能夠高效傳遞與精準(zhǔn)分配激子能量。這一突破的關(guān)鍵在于能級結(jié)構(gòu)的精確調(diào)控與配體工程技術(shù):界面層既能捕獲電生激子,又能通過配體分子將能量定向輸送給鑭系離子發(fā)光體,從而徹底突破了電流驅(qū)動瓶頸。新技術(shù)無需改動現(xiàn)有器件結(jié)構(gòu),僅通過調(diào)控稀土離子即可實現(xiàn)多色發(fā)光,在柔性顯示、近紅外器件等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力,并有望拓展至健康監(jiān)測、農(nóng)業(yè)補(bǔ)光等場景。
稀土技術(shù)的突破也引發(fā)了全球供應(yīng)鏈的變化。在開采端,我國的電驅(qū)開采技術(shù)已實現(xiàn)95.5%的采收率,較傳統(tǒng)方法提升近3倍,開采時間縮短70%,氨氮排放量減少95%。盡管單位礦石開采成本與傳統(tǒng)方法大致相當(dāng),但計入環(huán)境成本后,傳統(tǒng)技術(shù)的成本實為電驅(qū)技術(shù)的三倍。這種綠色高效的開采模式推動我國稀土產(chǎn)業(yè)從規(guī)模擴(kuò)張向質(zhì)量提升轉(zhuǎn)型。政策層面,2025年10月我國已將稀土開采、冶煉分離等關(guān)鍵技術(shù)納入出口管制,建立境外生產(chǎn)物項追溯機(jī)制。這意味著我國正從“稀土資源大國”向“技術(shù)輸出強(qiáng)國”轉(zhuǎn)變,通過構(gòu)建技術(shù)壁壘重塑全球分工格局。行業(yè)專家預(yù)測,未來3-5年,我國稀土高端技術(shù)出口占比有望從當(dāng)前的不足17%提升至30%以上,形成全鏈條優(yōu)勢。
稀土的戰(zhàn)略價值貫穿芯片、新能源、軍工等關(guān)鍵領(lǐng)域。F-35戰(zhàn)斗機(jī)、“愛國者”導(dǎo)彈等高端裝備均依賴稀土永磁材料,而我國在高純度釹鐵硼制造等領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢,使得美國至今難以擺脫依賴。我國相關(guān)產(chǎn)品成本較國外低30%以上,且占據(jù)全球90%以上的產(chǎn)能。面對美國牽頭的“稀土聯(lián)盟”圍堵,我國通過技術(shù)創(chuàng)新構(gòu)建起堅固防線:在提取提純環(huán)節(jié),專利數(shù)量全球領(lǐng)先;在應(yīng)用端,電致發(fā)光等新技術(shù)持續(xù)突破。2025年數(shù)據(jù)顯示,全球半導(dǎo)體行業(yè)稀土永磁體需求已達(dá)9.8萬噸,我國技術(shù)突破將進(jìn)一步鞏固產(chǎn)業(yè)鏈安全。中國的稀土優(yōu)勢不僅是技術(shù)、成本和生態(tài)構(gòu)成的“組合牌”,更在貿(mào)易談判中發(fā)揮著日益重要的戰(zhàn)略價值。
從實驗室的技術(shù)突破到全球供應(yīng)鏈的重構(gòu),中國稀土產(chǎn)業(yè)正以創(chuàng)新為矛、綠色為盾,在全球科技競爭中占據(jù)主動。這場“點石成金”的技術(shù)革命不僅照亮了國產(chǎn)光電技術(shù)的發(fā)展之路,還彰顯了基礎(chǔ)研究與產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新的核心力量,為我國產(chǎn)業(yè)鏈安全注入了堅實底氣。