新技術(shù)

◆寧波材料所在LED用稀土發(fā)光材料研究方面取得進(jìn)展

LED固態(tài)照明器件具有高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過十多年發(fā)展已基本取代傳統(tǒng)白熾燈、熒光燈而成為新一代照明光源。熒光粉具有波長轉(zhuǎn)換功能，在決定LED白光性能如顯色指數(shù)、色溫、效率等方面起著重要作用，是LED照明器件的關(guān)鍵材料之一，研發(fā)效率高和熱穩(wěn)定性較好的熒光粉一直是人們追求的目標(biāo)。

中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所先進(jìn)制造技術(shù)研究所的光電功能材料與器件團(tuán)隊(duì)，研發(fā)出一種新型硅酸鹽青色熒光粉；在160℃時(shí)，其熒光量子效率可維持室溫的94%，表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性，該研究獲國家發(fā)明專利一項(xiàng)。

該團(tuán)隊(duì)圍繞材料，利用量子剪裁和共振能量傳遞效應(yīng)，獲得了一種發(fā)光效率高達(dá)144%的綠色熒光粉，實(shí)現(xiàn)了可見光量子剪裁；首次觀察到的異常紅光發(fā)射，采用低溫光譜手段追溯到了紅光來源；在此基礎(chǔ)上，通過共摻獲得了單一白光。

近日，該團(tuán)隊(duì)通過理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，在基青色熒光粉發(fā)光性能調(diào)控方面開展系統(tǒng)研究。通過工藝優(yōu)化，熒光內(nèi)量子效率提升至90%，85℃/85%RH條件老化1600小時(shí)以上的光衰小于10%。僅采用該青色熒光粉與紅粉復(fù)合，即可在NUV芯片上獲得顯色指數(shù)90以上的白光?；趯Φ谝恍栽黼娮咏Y(jié)構(gòu)計(jì)算和理解，結(jié)合光譜學(xué)的實(shí)驗(yàn)表征手段，該團(tuán)隊(duì)提出一種計(jì)算寬帶隙無機(jī)非金屬材料基體帶隙的方法，并揭示材料發(fā)光的熱穩(wěn)定性機(jī)理，除了熱和聲子相互作用可引起發(fā)光猝滅外，由熱引起的材料吸收率下降是導(dǎo)致發(fā)光材料熱猝滅的另一個原因。

此外，該團(tuán)隊(duì)將黃色余輝熒光粉穩(wěn)態(tài)熒光內(nèi)量子效率提升至82%，這為解決交流LED頻閃問題提供了一種具有潛在價(jià)值的稀土發(fā)光材料。該項(xiàng)研究工作獲國家自然科學(xué)基金、浙江省公益技術(shù)基金、寧波市自然科學(xué)基金的資助。

（中科院寧波材料所）

◆蛋白質(zhì)上海設(shè)施成功解析高核稀土團(tuán)簇結(jié)構(gòu)

近期，相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)依托國家蛋白質(zhì)科學(xué)研究（上海）設(shè)施，首次利用高分辨透射電鏡在乙醇溶液中觀測到高核稀土團(tuán)簇的存在，并對該復(fù)雜體系的磁性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)與理論計(jì)算研究，為后續(xù)深入研究類似復(fù)雜體系的磁性奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果已被該領(lǐng)域知名期刊Journal of the American Chemical Society錄用發(fā)表。

國家蛋白質(zhì)科學(xué)研究（上海）設(shè)施是由國家發(fā)展改革委批復(fù)建設(shè)的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。該設(shè)施是當(dāng)今全球生命科學(xué)領(lǐng)域首個綜合性的大科學(xué)裝置，是上?？萍紕?chuàng)新中心和張江綜合性國家科學(xué)中心的重要組成部分。

（國家發(fā)改委）

◆南京土壤所稀土尾礦浸出化學(xué)物質(zhì)隨徑流和泥沙的遷移研究取得進(jìn)展

在我國南方紅壤區(qū)，稀土采礦活動導(dǎo)致嚴(yán)重的水土流失，不僅降低土壤質(zhì)量，還可導(dǎo)致礦堆浸出化學(xué)污染物（如重金屬元素、放射性元素等）隨徑流和泥沙發(fā)生遷移，威脅生態(tài)安全和人類健康。然而，礦堆區(qū)浸出污染物沿水流路徑的分布特征和遷移機(jī)制尚不明確。

中國科學(xué)院南京土壤研究所研究員梁音課題組在贛南一稀土尾礦區(qū)開展實(shí)驗(yàn)，基于對天然降雨事件后徑流、泥沙樣品的采集、處理，分析礦堆浸出物（NH4+和SO42-）沿水流路徑的分布特征及遷移機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，NH4+含量由堆頂、沖溝，到堆外沖刷區(qū)依次增大，SO42-含量則由堆頂、堆外沖刷區(qū)，到?jīng)_溝依次減少。在典型的降雨事件中，NH4+主要隨徑流中的泥沙移動，而SO42-的主要隨徑流遷移。溶解態(tài)NH4+和SO42-的濃度隨徑流距離的增大而降低，而吸附態(tài)均未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律，但其濃度與泥沙中細(xì)顆粒的含量顯著正相關(guān)。研究結(jié)果可為稀土尾礦區(qū)浸出化學(xué)污染物的治理提供科學(xué)指導(dǎo)，為稀土尾礦區(qū)土壤侵蝕的防治提供科學(xué)依據(jù)。

（南京土壤研究所）

◆新型發(fā)光性無毒稀土化合物結(jié)構(gòu)闡明

由中日俄科學(xué)家組成的國際研究團(tuán)隊(duì)利用稀土金屬氧化物合成出新型晶體材料，并闡明了新材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，相關(guān)研究成果發(fā)表在英國《歐洲化學(xué)》雜志上。X射線分析顯示，該材料是一種全新化合物，具有獨(dú)特光譜，未來可用于制造顯示器等電子設(shè)備。

此前，來自中國渤海大學(xué)和東北大學(xué)的研究人員將稀土硝酸鹽與硫酸鹽和銨水合物化合，合成出一種新化合物。之后，中日俄三國研究人員組成國際團(tuán)隊(duì)，共同確定新化合物的晶體結(jié)構(gòu)。與其他已發(fā)現(xiàn)的具有發(fā)光性的稀土化合物相比，新化合物具有獨(dú)特的光譜。

俄西伯利亞聯(lián)邦大學(xué)、俄科學(xué)院西伯利亞分院物理研究所X射線結(jié)構(gòu)分析專家馬克西姆·莫洛凱耶夫通過研究證實(shí)，新化合物從結(jié)構(gòu)上來說是一種全新的物質(zhì)。

莫洛凱耶夫介紹，分析該化合物結(jié)構(gòu)的主要困難在于，一是需要得到新型化合物的單晶體，二是通過X射線衍射方法分析粉末狀物質(zhì)的單晶結(jié)構(gòu)相比于分析其他物質(zhì)要更為復(fù)雜。通過分析X射線圖像，莫洛凱耶夫發(fā)現(xiàn)，新型熒光粉由四面體硫酸根和環(huán)繞氧原子的稀土離子構(gòu)成，硫氧化物四面體呈無序排列。

這種新化合物最大的特點(diǎn)在于，在加熱到800攝氏度時(shí)會合成熒光粉，且合成過程中只產(chǎn)生水，而目前生產(chǎn)類似熒光粉時(shí)通常會產(chǎn)生有毒物質(zhì)。俄科學(xué)家認(rèn)為，這種新化合物未來在生產(chǎn)顯示器等電子設(shè)備方面具有廣闊應(yīng)用前景，將有效降低合成熒光粉時(shí)對周圍環(huán)境的危害。

（科技日報(bào)）