苏锵:我与稀土始于一场偶遇

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  素材导读
   稀土是17个元素的总称,素有“工业维生素”的美称。小到手机、照相机,大到精确制导导弹、火箭卫星的制造都离不开稀土。稀土是极其重要的战略资源,中国不仅仅是占全球稀土产量超70%的开采大国,更是全球稀土最大的加工厂,全球稀土用量的95%由中国提供。
   我国虽是稀土大国,从前却是研发“弱国”。经过老一辈科学家几十年的艰苦努力,我国建立了完整的稀土资源利用产业链,采掘、冶炼、分离提纯技術处于世界领先地位。
   苏锵(1931年7月15日—2017年2月17日),我国稀土科学创新发展的重要开拓者和奠基者之一,中国科学院院士。回望他六十余载筚路蓝缕的科研之路,也是与新中国的艰难曲折同呼吸、共命运的成长之路。
  素材呈现一
  穷且益坚,不坠青云之志
   1931年,苏锵出生在广州一个普通家庭。随着抗日战争全面爆发,日寇疯狂轰炸广州,苏锵随家人从广州逃到澳门,一路颠沛流离,最后辗转落脚湛江。
   苏锵的启蒙教育多半归功于他的母亲,战乱中她扶老携幼四处逃亡,但时刻不放松对孩子们的教育,每日督促苏锵背诵古文,支持他阅读各类书籍。1937年8月起,日寇轰炸广州,广东多地纷纷沦陷,学校上课时甚至要时刻提防美、日等方飞机的轰炸,即使在屋顶写上巨大的“SCHOOL”,也不能让学校幸免,躲在桌子下的苏锵曾亲眼看到一位同学被炸得血肉模糊。
   当时湛江是法国的殖民地,后来又被日本占领,这期间苏锵目睹了到处掠杀的侵略者、带着铁链干活的清洁工人、家破人亡的普通百姓……
   “我出生在动荡的年代,童年的苦难让我难以忘怀,落后就要挨打,这些经历一直激励着我的学习科研之路,我想通过自己的努力改变国家的命运。”
   1948年,苏锵考入中山大学,在大学时期先后见证了新中国成立、广东解放,随着时代的洪流奔涌向前,苏锵从中山大学转到北京大学化工系,之后又随院系调整并入清华大学。1952年,苏锵从清华大学毕业。
  素材呈现二
  萍水相逢,结下不解之缘
   虽然辗转三所大学,但苏锵的专业始终都是石油化工。毕业之前,他一直计划利用自己的专业知识去玉门做石油勘探。然而时代的浪潮改变了苏锵科研事业的航向。毕业后他响应祖国号召振兴东北工业,分配到了中国科学院长春应用化学所,开启了与稀土一生的缘分。
   刚到研究所报到,苏锵就接到了一项艰巨的任务:分离出独居石(稀土金属矿的主要矿物之一)中的钍,用作合成石油的催化剂。
   1952年的10月,黑河的气温已经到了零下30℃,刚到研究所不久的苏锵背起背包与同事一起踏上了寻找独居石的旅程。有时车内没有位置,他就坐在车顶上,一路颠簸。
   冒着严寒的考验与放射性的危害,苏锵与课题组一起攻坚克难,从采集的矿石中成功提取出足量可用的硝酸钍。
   为尽快将钍的分离技术应用于生产,苏锵与同事们前往锦州石油六厂。由于仪器简陋、缺少经验与安全意识,研究员们不仅没有防护措施,甚至需要自己用吸管吸取矿物,常常出现吸进嘴里的情况。长久下来,苏锵的身体受到放射性物质影响,白细胞甚至一度低到3000/ml以下。
   生活条件艰苦、技术设备落后并不能磨灭年轻的研究员们工作的热情,经过9个月的连续奋战,苏锵和同事们完成了分离钍的生产流程,还帮助锦州石油六厂培养了一批技术人员。
   1958年,苏锵研究并综合了分级沉淀、分级结晶、氧化还原等分离方法,获得了15种元素的单一纯稀土;他还提出了分离稀土的流程,成功将铈的湿法空气氧化法运用于工业;攻克了利用钇的位置变化来分离钇的萃取难题,为提升生产效率、改善工人生产环境做出了极大贡献。
   20世纪60年代起,国际上关于稀土的磁学性质研究逐步应用于军事、航天、医疗甚至生活电器等领域,但当时我国的稀土研究远远落后于其他国家,为了根本改变这种状况,充分利用国家丰富的稀土资源,发展具有本土特色的新型材料和理论,苏锵决定开展对稀土化合物光、磁、电学性质的研究。
   1983年,为了精准测量出材料的核心参数,应化所从日本购买MB-2型磁天平。1986年,以苏锵为负责人的研究小组申请到了国家自然科学基金资助。因为磁天平怕震动,仪器放在了地下室,且对地基做了缓冲隔离,在这间“地下实验室”,苏锵一待就是10年。
   在这期间,苏锵提出采用可在空气下安全制备含二价铕、钐等低价稀土材料的离子不等价取代的新方法;研制出新型掺稀土的长余辉材料和测量高能射线的固体剂量材料;提出三价和四价镧系离子的光学电负性的计算方法。这些研究成果在公共照明、农业增产、远距离测温、医学成像等领域均有广泛应用。
  素材呈现三
  老当益壮,宁移白首之心
   自20多岁与稀土结缘,苏锵带着对稀土科研事业的热爱一步一个脚印,从稀土的分离提纯到发光研究再到产业化应用,在这片“希望之土”上一耕耘就是半个多世纪,取得的成绩数不胜数,先后在国内外刊物发表论文450余篇,荣获全国科学大会奖(集体奖),国家自然科学奖二等奖等重要奖项,1995年当选中科院院士,2010年被中国科学技术协会授予“全国优秀科技工作者”称号。
   1999年,已年近70的苏锵选择回到中山大学任教,既是出于对故土的无私回馈,也是希望在广东这个充满潜力的舞台继续稀土与发光材料的研究。
   利用我国丰富而廉价的稀土原料,苏锵及其团队先后成功研制出能发出绿光、蓝光、紫光、红光的长余辉材料。
   长余辉现象俗称为夜光现象。长余辉发光材料能够储存外界光辐照的能量,再慢慢把存储的能量在室温下以可见光的形式释放,起到在黑暗环境中照明的作用,在夜光表、应急照明、安全出口的标志、计算机上的荧光屏和飞机上的仪表盘都有应用。
   苏锵的研究小组在该领域投入不少精力,经过数年的实验,他们成功开发出提升LED照明性能的多项关键技术,突破国外的专利限制,并实现量产。让材料发光时间更长,发光亮度和耐光性更强,黑暗中肉眼可见达数十小时以上,这使我国稀土的荧光材料合成技术接近世界先进水平。
   年逾耄耋之时,苏锵仍坚持每周去办公室两次,处理科研、教学事务。2014年,苏锵编著并出版了一部有关稀土的科普读物《稀土元素——您身边的大家族》。在书中,他将稀土描述为“给人类带来光明的‘希望之土’”。
   苏锵对下一代寄予希望:“虽然我做了60多年的稀土研究,但仍远远不够。稀土的17个元素就像是我的老朋友,它们都很有个性和特点,个个神通广大,有很多不为人知的应用前景。对于推广稀土的价值,我们要做的事情还有很多。”
  素材解读
   保尔·柯察金精神,一直是苏锵在科研道路上坚持不懈奋斗进取的榜样与动力。回望祖国的稀土科学研究与发展史,苏锵与他的科研成就必定是其中闪耀夺目的一章,他的一生,都已经毫无保留地献给了壮丽的稀土事业。
   在时代的洪流中打磨自己,与新生的共和国共同成长,科技强国之路上,还有无数像苏锵一样的科学家们,他们既是中国巨变的亲历者,也是中国科学发展的参与者,他们用智慧和心血坚定践行着科研报国的信念。
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