新技术

◆宁波材料所在LED用稀土发光材料研究方面取得进展

LED固态照明器件具有高效、节能、环保等优点，经过十多年发展已基本取代传统白炽灯、荧光灯而成为新一代照明光源。荧光粉具有波长转换功能，在决定LED白光性能如显色指数、色温、效率等方面起着重要作用，是LED照明器件的关键材料之一，研发效率高和热稳定性较好的荧光粉一直是人们追求的目标。

中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进制造技术研究所的光电功能材料与器件团队，研发出一种新型硅酸盐青色荧光粉；在160℃时，其荧光量子效率可维持室温的94%，表现出良好的热稳定性，该研究获国家发明专利一项。

该团队围绕材料，利用量子剪裁和共振能量传递效应，获得了一种发光效率高达144%的绿色荧光粉，实现了可见光量子剪裁；首次观察到的异常红光发射，采用低温光谱手段追溯到了红光来源；在此基础上，通过共掺获得了单一白光。

近日，该团队通过理论和实验相结合，在基青色荧光粉发光性能调控方面开展系统研究。通过工艺优化，荧光内量子效率提升至90%，85℃/85%RH条件老化1600小时以上的光衰小于10%。仅采用该青色荧光粉与红粉复合，即可在NUV芯片上获得显色指数90以上的白光。基于对第一性原理电子结构计算和理解，结合光谱学的实验表征手段，该团队提出一种计算宽带隙无机非金属材料基体带隙的方法，并揭示材料发光的热稳定性机理，除了热和声子相互作用可引起发光猝灭外，由热引起的材料吸收率下降是导致发光材料热猝灭的另一个原因。

此外，该团队将黄色余辉荧光粉稳态荧光内量子效率提升至82%，这为解决交流LED频闪问题提供了一种具有潜在价值的稀土发光材料。该项研究工作获国家自然科学基金、浙江省公益技术基金、宁波市自然科学基金的资助。

（中科院宁波材料所）

◆蛋白质上海设施成功解析高核稀土团簇结构

近期，相关研究团队依托国家蛋白质科学研究（上海）设施，首次利用高分辨透射电镜在乙醇溶液中观测到高核稀土团簇的存在，并对该复杂体系的磁性进行了实验与理论计算研究，为后续深入研究类似复杂体系的磁性奠定了基础。相关研究成果已被该领域知名期刊Journal of the American Chemical Society录用发表。

国家蛋白质科学研究（上海）设施是由国家发展改革委批复建设的国家重大科技基础设施。该设施是当今全球生命科学领域首个综合性的大科学装置，是上海科技创新中心和张江综合性国家科学中心的重要组成部分。

（国家发改委）

◆南京土壤所稀土尾矿浸出化学物质随径流和泥沙的迁移研究取得进展

在我国南方红壤区，稀土采矿活动导致严重的水土流失，不仅降低土壤质量，还可导致矿堆浸出化学污染物（如重金属元素、放射性元素等）随径流和泥沙发生迁移，威胁生态安全和人类健康。然而，矿堆区浸出污染物沿水流路径的分布特征和迁移机制尚不明确。

中国科学院南京土壤研究所研究员梁音课题组在赣南一稀土尾矿区开展实验，基于对天然降雨事件后径流、泥沙样品的采集、处理，分析矿堆浸出物（NH4+和SO42-）沿水流路径的分布特征及迁移机制。研究发现，NH4+含量由堆顶、冲沟，到堆外冲刷区依次增大，SO42-含量则由堆顶、堆外冲刷区，到冲沟依次减少。在典型的降雨事件中，NH4+主要随径流中的泥沙移动，而SO42-的主要随径流迁移。溶解态NH4+和SO42-的浓度随径流距离的增大而降低，而吸附态均未表现出明显的规律，但其浓度与泥沙中细颗粒的含量显著正相关。研究结果可为稀土尾矿区浸出化学污染物的治理提供科学指导，为稀土尾矿区土壤侵蚀的防治提供科学依据。

（南京土壤研究所）

◆新型发光性无毒稀土化合物结构阐明

由中日俄科学家组成的国际研究团队利用稀土金属氧化物合成出新型晶体材料，并阐明了新材料的结构与性质，相关研究成果发表在英国《欧洲化学》杂志上。X射线分析显示，该材料是一种全新化合物，具有独特光谱，未来可用于制造显示器等电子设备。

此前，来自中国渤海大学和东北大学的研究人员将稀土硝酸盐与硫酸盐和铵水合物化合，合成出一种新化合物。之后，中日俄三国研究人员组成国际团队，共同确定新化合物的晶体结构。与其他已发现的具有发光性的稀土化合物相比，新化合物具有独特的光谱。

俄西伯利亚联邦大学、俄科学院西伯利亚分院物理研究所X射线结构分析专家马克西姆·莫洛凯耶夫通过研究证实，新化合物从结构上来说是一种全新的物质。

莫洛凯耶夫介绍，分析该化合物结构的主要困难在于，一是需要得到新型化合物的单晶体，二是通过X射线衍射方法分析粉末状物质的单晶结构相比于分析其他物质要更为复杂。通过分析X射线图像，莫洛凯耶夫发现，新型荧光粉由四面体硫酸根和环绕氧原子的稀土离子构成，硫氧化物四面体呈无序排列。

这种新化合物最大的特点在于，在加热到800摄氏度时会合成荧光粉，且合成过程中只产生水，而目前生产类似荧光粉时通常会产生有毒物质。俄科学家认为，这种新化合物未来在生产显示器等电子设备方面具有广阔应用前景，将有效降低合成荧光粉时对周围环境的危害。

（科技日报）