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2023年中国稀土十大科技新闻
2023年中国稀土十大科技新闻发布时间:2024年2月1日 来源:中国稀土网

2023年是全面贯彻落实党的二十大精神的开局之年,也是实施“十四五”规划承前启后的关键一年,这一年,广大稀土科技工作者面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,为加快建设科技强国,实现高水平科技自立自强做出了突出贡献,稀土科技事业收获丰硕成果。

为深入宣传我国稀土科技事业发展中取得的突出业绩,全景展现广大稀土科技工作者踔厉奋发的精神面貌,由中国稀土学会技术经济专业委员会、中国稀土学会信息专业委员会、“中国稀土”网()联合组织,综合前期网络投票结果及业内知名稀土专家评审情况,共同评选出“2023年中国稀土十大科技新闻”。

清华大学团队率先实现高纯稀土生物制造

稀土是我国核心战略资源,是高技术领域不可或缺的原材料。然而,传统开采和提取方法环境污染严重,且存在分离效率低的理论局限等突出问题。创制稀土生物开采技术,有望实现稀土可持续发展。

该团队基于对白云鄂博稀土矿及尾矿筛选收集的300余株特征菌株,建立了高纯稀土生物制造技术。以发现的假单胞菌为合成底盘,构建了轻、中、重稀土微生物采矿系统,实现了具有特定晶型稀土磷酸盐制备。以新型嵌合蛋白为载体,开发了具有高亲和力的稀土生物分离柱,实现了绝对纯度3N以上高纯单一稀土分离制备。该团队还以甲基杆菌为底盘细胞实现了对尾矿稀土的高效利用,制备了稀土甲醇脱氢酶并实现了高效应用。该环境友好型稀土“生物浸出—富集—分离冶炼”变革技术,实现了生产周期缩、制备成本降和污染物排放大幅降低,为稀土资源高值化利用开辟了新范式,实现了稀土绿色制造创新突破。标志性成果:国际首创稀土生物制造研究论文(The Construction of Microbial Synthesis System for Rare Earth Enrichment and Material Applications, Adv. Mater., 2023, 2303457.)

我国发布首部深海稀土资源勘查团体标准

稀土属于关键战略矿产资源。2011年在深海盆地中发现了一种富含中重稀土元素的沉积物(富稀土沉积物,简称“深海稀土”),其资源潜力是陆地稀土的2000倍,引起了国际社会的广泛关注。

作为一种新型的海底矿产资源,迄今国内外尚没有适用于深海稀土资源勘查工作的标准。而随着调查研究程度的逐步深入,亟需制定一部相关标准,以指导采用适当的技术方法、合理安排勘查工作量、准确估算深海稀土资源储量以及圈划“探矿区”等工作。我国自2011年开展深海稀土资源调查研究以来,取得了多项重要成果,积累了丰富的勘查经验。调查区域覆盖了印度洋和太平洋深海稀土资源分布的主要海区。

自然资源部第一海洋研究所联合中国大洋矿产资源开发协会、自然资源部第二海洋研究所等单位,基于我国十几年来的深海稀土资源勘查工作实践,并参考国内外相关调查工作资料编制了《深海富稀土沉积物资源勘查指南》(T/CAOE 61–2023)团体标准。

中国海洋工程咨询协会于2023年8月17日发布了该标准并推荐实施。这是国际上首部深海稀土资源勘查标准,填补了深海稀土资源勘查的空白。本标准的制定可以推动我国及国际上深海稀土资源的调查研究,促进深海稀土资源的开发利用,并可为提高我国在国际海底区域资源勘查领域的地位,维护和巩固我国稀土资源大国地位提供支撑。

利用稀土掺杂光学玻璃实现大数据低能耗永久存储

数据是当代重要生产要素,对于数据的有效保存是保障国家竞争优势的基础。然而,现有大量采用的磁存储等技术在用于大规模数据保存时,存在寿命短、容量低、稳定性差等问题。另外数据中心能源消耗巨大,以我国为例,每年数据中心耗电量超过2000亿千瓦时。因此,迫切需要开发新型数据“冷存储”技术以实现对海量数据的长期、高效、低能耗保存。

活性离子掺杂玻璃在超快激光激发下发生空间选择性氧化还原,产生高信噪比荧光信号,是优异的信息存储介质。浙江大学王卓等通过设计玻璃网络结构定制稀土活性离子的光学性质,研发了兼具低写入阈值和高稳定性的稀土离子掺杂玻璃,实现了单个超快激光脉冲选择性调控稀土Eu离子价态的四维(X+Y+Z+幅度)光存储,实现了大规模数据的高速(~Mb/s)低能耗(96 nJ)写入、1个数据点表示4 bit信息的高密度(1.4 TB/cm3)四维信息永久存储。同时,发现通过调控玻璃网络结构对Eu2+发射波长的可控调谐,有望实现更高维度信息存储。所制备的光存储器件可以承受970 K的高温和100 kW/cm2的高强度紫外线辐射,存储寿命根据加速老化试验推算长达2×107年,远超已报道的同类存储介质。这项研究为实现海量数据的高密度低能耗永久保存提供了一种全新的方法,推动了稀土离子掺杂材料在大数据存储领域的应用。成果以封面论文发表于国际权威期刊Opto-Electronic Advances。

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