◆寧波材料所在LED用稀土發(fā)光材料研究方面取得進展

LED固態(tài)照明器件具有高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點，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。

中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所先進制造技術(shù)研究所的光電功能材料與器件團隊，研發(fā)出一種新型硅酸鹽青色熒光粉；在160℃時，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。

該團隊圍繞材料，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144%的綠色熒光粉，實現(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，該團隊通過理論和實驗相結(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。基于對第一性原理電子結(jié)構(gòu)計算和理解，結(jié)合光譜學的實驗表征手段，該團隊提出一種計算寬帶隙無機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，該團隊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值的稀土發(fā)光材料。該項研究工作獲國家自然科學基金、浙江省公益技術(shù)基金、寧波市自然科學基金的資助。

（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簇結(jié)構(gòu)

近期，相關(guān)研究團隊依托國家蛋白質(zhì)科學研究（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簇的存在，并對該復(fù)雜體系的磁性進行了實驗與理論計算研究，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)施是當今全球生命科學領(lǐng)域首個綜合性的大科學裝置，是上?？萍紕?chuàng)新中心和張江綜合性國家科學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物質(zhì)隨徑流和泥沙的遷移研究取得進展

在我國南方紅壤區(qū)，稀土采礦活動導(dǎo)致嚴重的水土流失，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制尚不明確。

中國科學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)開展實驗，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)浸出化學污染物的治理提供科學指導(dǎo)，為稀土尾礦區(qū)土壤侵蝕的防治提供科學依據(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

由中日俄科學家組成的國際研究團隊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》雜志上。X射線分析顯示，該材料是一種全新化合物，具有獨特光譜，未來可用于制造顯示器等電子設(shè)備。

此前，來自中國渤海大學和東北大學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隊，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，新化合物具有獨特的光譜。

俄西伯利亞聯(lián)邦大學、俄科學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，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在于，在加熱到800攝氏度時會合成熒光粉，且合成過程中只產(chǎn)生水，而目前生產(chǎn)類似熒光粉時通常會產(chǎn)生有毒物質(zhì)。俄科學家認為，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對周圍環(huán)境的危害。

（科技日報）