科学家如何将稀土变出绿黄橙红四色光

来源：科技日报

○ 科技日报记者 张蕴 通讯员 田茹溪

色彩鲜艳的玩具，印刷精美的包装……一些工业颜料为了保持色泽持久鲜亮，可能会含有少量铅、铬、汞等重金属。即便采用包覆技术，仍难以完全杜绝重金属在特定环境下溶出，进而通过接触、吸入或误食进入人体，侵蚀神经、造血系统和肾脏。

如今，这一难题即将被攻克。国家重点研发计划“物态调控”重点专项项目首席科学家、国家高层次人才计划科技创新领军人才、大连民族大学教授董斌团队成功研发出全新一代环保颜料，以我国丰富的稀土资源为基础，通过“宽带隙基质+稀土掺杂”的创新路线，实现了绿、黄、橙、红四大色系的高饱和度和呈色。

团队核心成员罗昔贤回忆说，团队原本是做稀土基础研究的。一次偶然的实验观察让团队发现，稀土离子既能实现显色，又能避开重金属毒性。于是，这支科研团队正式踏上了环保颜料的研发之路。

硅铝酸盐在制备和使用过程中对环境友好，符合理想着色颜料要求。研发过程中，团队面临的最大挑战，在于稀土离子光学行为的精准调控与色系饱和度的高效优化。团队需要在成千上万种材料组合中筛选合适的宽带隙基质。为此，团队在实验室里度过了无数个不眠之夜，仅稀土离子与宽带隙基质材料的匹配实验就做了上千次。

在成本控制方面，团队同样实现了突破。硅铝酸盐是地壳中储量最丰富的矿物之一，来源广泛且价格低廉。生产该颜料所需的稀土离子多为市场需求较小的元素，成本优势明显。

目前，团队已经实现了绿、黄、橙、红四大色系颜料的稳定产出，并与大连金普新区达成初步合作意向，通过校企合作建立500吨级试验生产线，实现量产。