信息、材料和能源是人類現(xiàn)代文明的三大支柱，早在20世紀80年代，新材料、生物技術(shù)和信息技術(shù)就被列為了新技術(shù)革命的重要標志。材料作為人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，已經(jīng)在當今世界受到越來越多的重視，全球各國的經(jīng)濟建設、國防建設及居民生活均與之息息相關(guān)，新晶體材料更是高科技技術(shù)發(fā)展的重要組成部分。北京工業(yè)大學材料科學與工程學院的陳學安副研究員，就是一位在新晶體材料研究領(lǐng)域做出了出色成績的科學工作者。

新材料科學的研究者

陳學安出生于1965年11月，是我國材料科學事業(yè)發(fā)展的中堅力量。早在上世紀80年代末期，他考入中科院化學研究所求學深造，1991年獲得博士學位后留在化學所工作四年，從理論到實踐方面都積累了豐富的經(jīng)驗。

從1995年起，陳學安赴國外工作，先后在美國、德國、日本等國家做了將近8年的科研工作，期間曾獲得美國Rutgers大學化學系博士后，并獲得德國的洪堡基金會獎學金，旅日期間還曾任廣島大學助理教授職位。

國外優(yōu)越的研究和生活條件沒能留住陳學安，在異國他鄉(xiāng)求學和工作的經(jīng)歷對他而言是一種磨練、一筆寶貴的人生財富，而他事業(yè)的根基在祖國。2003年7月，他毅然回國工作，受聘于北京工業(yè)大學材料科學與工程學院，投身在祖國的新材料科學研究事業(yè)當中。

陳學安的主要研究方向是新晶體材料的探索及其晶體結(jié)構(gòu)研究，多年來，因為對科學真理的執(zhí)著探索精神，他在新晶體材料的探索合成、晶體結(jié)構(gòu)、光譜性質(zhì)以及電子結(jié)構(gòu)計算方面取得了一系列令人矚目的研究成果。迄今為止，他已在國內(nèi)外的權(quán)威學術(shù)刊物上發(fā)表學術(shù)論文達70余篇，其中被SCI收錄的就有大約60篇，因為在科研工作上做出的突出成績，2006年入選北京市的人才工程“中青年骨干教師培養(yǎng)計劃”。

探索創(chuàng)新科研之路

因為材料科學在工業(yè)發(fā)展、國民經(jīng)濟生產(chǎn)中所具有的特殊地位，對新型晶體材料的探索和研究已在近幾十年內(nèi)成為受到廣泛關(guān)注的熱門學科項目之一，同時因為激光技術(shù)的飛速發(fā)展，具有非線性光學效應等功能的晶體材料被廣泛應用于激光技術(shù)、光學通訊、光學信號存儲和光數(shù)據(jù)處理等方面，所以在科學研究中對晶體材料的要求也拓展了新的方面。除了對現(xiàn)有的晶體材料設法繼續(xù)提高質(zhì)量或摻質(zhì)改變性能外，關(guān)于晶體組成的研究、晶體結(jié)構(gòu)與性能間的相互關(guān)系、探索尋找新型晶體等均是國家重點課題研究項目。

陳學安目前的在研項目——新型硼酸鹽氧化物的探索合成和晶體結(jié)構(gòu)研究，是國家自然科學基金項目。因為形成壓電、熱釋電、鐵電和非線性光學(NLO)等功能材料的先決條件是化合物具有非對稱中心結(jié)構(gòu)，而在眾多研究體系中，硼酸鹽由于在晶體化學方面廣泛的可變性令其有可能產(chǎn)生數(shù)目眾多、結(jié)構(gòu)各不相同的硼酸鹽類型，所以在研究試驗中最受青睞。陳學安的項目即是系統(tǒng)地探索合成結(jié)構(gòu)中包含易形成畸變配位多面體的高價態(tài)過渡金屬離子（或者含有Bi3+,Pb2+等載有孤對電子的離子）的復合硼酸鹽，力爭得到多個具有非對稱中心的化合物，進而探索合成出新型的硼酸鹽功能材料。

科學是嚴謹?shù)模蒲泄ぷ髯⒍瞬豢赡芤货矶?。?jīng)過幾年時間的研究探索和上百次反復試驗，陳學安的課題組利用高溫溶液緩慢降溫和固相反應相結(jié)合的方法，成功制備并得到了一系列新型硼酸鹽化合物，共計有二十多種，并且進行了結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系的研究。因此課題組的研究不僅豐富和發(fā)展了既有的硼酸鹽結(jié)構(gòu)化學，而且對新型硼酸鹽功能材料的探索合成具有積極的指導意義，也正因為此，陳教授帶領(lǐng)的課題組在硼酸鹽的合成和結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域內(nèi)開始獲得國際上的認可，擁有了一定的國際知名度。

Bi2ZnB2O7和CaBiCaB2O7由加拿大學者Barbier等人首先發(fā)現(xiàn)，陳學安教授帶領(lǐng)研究課題組生長出硼酸鹽單晶，進行了精確的結(jié)構(gòu)測定和系統(tǒng)理論計算，發(fā)現(xiàn)硼酸鹽化合物Bi2ZnB2O7具有較強的粉末倍頻效應（其強度大約為KDP（KH2PO4）的4倍），在比較寬的頻率范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)相位匹配，UV漫反射光譜表明其吸收邊約為360nm；而另一種化合物CaBiGaB2O7的粉末倍頻效應相當于KDP的2倍，其吸收邊大約為427nm，也能實現(xiàn)相位匹配。Bi2ZnB2O7和CaBiGaB2O7是潛在的新型非線性光學晶體材料，如果能生長成大塊晶體，并將其制作成有用的器件應用于激光系統(tǒng)中，能夠促進光電技術(shù)等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生社會、經(jīng)濟效益。

到目前為止，陳學安和他的團隊對硼酸鹽體系進行了系統(tǒng)的研究，不僅制得了多類型的硼酸鹽化合物，而且已在國際學術(shù)刊物上發(fā)表了近三十篇論文，在固體化學領(lǐng)域擁有了一定的國際影響力。同時，從2007年起，課題的項目負責人陸續(xù)為“Inorganic Chemistry”和“Journal of Solid State Chemistry”等國際著名學術(shù)刊物評審論文二十余次,贏得了國際上同行業(yè)科學家的認可。

對綜合利用礦產(chǎn)資源的技術(shù)研究

礦產(chǎn)資源是不可再生資源，但是運用循環(huán)經(jīng)濟模式強化廢棄物的綜合回收利用、對礦產(chǎn)資源進行最大限度的開發(fā)、提高利用效率，有利于減少浪費、獲得較高的經(jīng)濟效益。溫家寶總理在視察甘肅省蘭州金川科技園時提出來要對礦產(chǎn)資源“吃干榨盡”，金川集團有限公司為了積極響應號召、實現(xiàn)尾礦中資源的綜合利用，提高經(jīng)濟效益，將“尾礦酸浸液中鐵和鎂分離技術(shù)研究”作為2010年的重大科研課題，由陳學安負責該項目的研究工作。

在此科研項目中，如何經(jīng)濟除鐵以及鐵的合理資源化成為能否成功回收金屬的關(guān)鍵課題，并且同時還需要對如何從殘液中提取、分離硫酸鎂，如何利用綜合工藝技術(shù)開發(fā)高附加值產(chǎn)品等問題做系統(tǒng)研究。

陳學安帶領(lǐng)研究團隊經(jīng)過將近一年時間的努力，制定出了本項目的技術(shù)方案，首先對酸浸液進行絮凝劑法除硅，再進行針鐵礦法沉鐵。對沉鐵所得的濾餅進行煅燒制備粗鐵紅，用一定濃度的稀酸對粗鐵紅進行酸洗除雜，最終得到了符合工業(yè)氧化鐵國家標準的高純度鐵紅，實現(xiàn)了鐵的回收和產(chǎn)品化。經(jīng)過陳教授及團隊進行的一系列系統(tǒng)的實驗室研究，將尾礦酸浸液除鐵之后所得的粗制硫酸鎂溶液加入氧化劑，令Mn2+氧化成MnO2，使之沉淀除去，然后再通過將溶液蒸發(fā)濃縮至硫酸鈣析出、趁熱過濾去除鈣的方法，獲得精制的硫酸鎂溶液，最后完成蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥等提純步驟獲得符合工業(yè)硫酸鎂國家標準規(guī)定的I類一等品質(zhì)量指標的高純硫酸鎂產(chǎn)品，又實現(xiàn)了鎂的回收和產(chǎn)品化。

目前由陳教授負責的本項目實驗室工作已經(jīng)基本完成，使用項目組技術(shù)達到了85%的鐵回收率和65%的鎂回收率，出色完成了驗收指標。本項目將在完成后期工作后實現(xiàn)全面產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

科學是沒有國界之分的，陳學安在完成科研工作及所承擔項目的同時，不忘與國外同行業(yè)科學家進行積極交流合作，他和捷克物理學家合作進行了硼酸鹽的合成、結(jié)構(gòu)、光譜性質(zhì)以及線性和非線性光學性能計算等研究，目前已經(jīng)發(fā)表國際合作論文6篇，還有一些國際合寫論文正在寫作當中?？茖W探索的道路是無止境的，秉承了嚴謹治學、刻苦探索精神的陳學安正值年富力強，我們有理由相信他在未來的研究道路上將取得更加不凡的成績。