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在科技发展的历程中,总有一些科学家以卓越贡献留下深刻印记,“稀土之父” 徐光宪便是其中之一,他将毕生心血投入稀土研究,用创新成果重塑了中国稀土产业的格局。
过去,中国虽拥有丰富稀土资源,却因技术瓶颈只能“按吨贱卖”,而徐光宪带领团队突破重重技术壁垒,让稀土价值实现 “按克算” 的跨越。
徐光宪
推动中国从稀土资源大国迈向科技强国,这位科学家的奋斗之路与国家稀土产业的崛起息息相关,背后究竟藏着哪些不为人知的科研故事与家国情怀?
“稀土之父”徐光宪
上世纪七十年代,一项紧迫任务出现,就是要求必须分离化学性质,当时我国非常缺少稀土元素中的镨和钕,而这一技术难题直接关系到国防装备的核心性能。
镨元素
当时我国在该领域受制于人,形势严峻,这项关键技术的攻关任务最终由徐光宪承担,徐光宪,是一个典型的中国知识分子,生于江南绍兴的书香门第。
他自幼浸润在中国文化,后来去了美国哥伦比亚大学海外求学,但是却始终心系故土,1951年,当朝鲜战争还没有结束的时候,他毅然携妻子高小霞踏上归国邮轮。
徐光宪和他的妻子
接到稀土分离任务时,徐光宪刚满五十二岁,在江西鲤鱼洲农场的烈日下,这位北大教授曾与学生们一起赤脚插秧,如今指甲缝里还留着未洗净的泥痕。
摆在面前的是连西方顶尖实验室都束手无策的世界级难题,17种化学性质近乎相同的稀土元素分离。
年轻时期的徐光宪
专家组会议上,苏联专家坚持“离子交换法”的传统路线,徐光宪却突然起身,在黑板上画出一组从未公开的萃取平衡方程式:“给我半年,萃取法能创造奇迹。”
最初的实验室像极了作坊,北京化冶三十平米的房间里,铁架台上的分液漏斗排成军阵,助手王忠民记得,有次徐先生连续摇了八小时漏斗,白大褂的肩线都被汗水沤出了盐霜。
徐光宪
在每周八十多小时的工作强度下,这个戴着圆框眼镜的老者同时进行着两项极限挑战,白天,他的手掌磨出水泡又被烧碱灼伤,指甲缝里永远嵌着试剂的颜色。
夜晚,《量子化学》书页间夹着演算纸,像极了分离界面模糊的稀土带,当助手们抱怨时,徐光宪只是擦擦镜片,“当年钱临照先生造显微镜,是用砂纸手工磨镜片的。”
徐光宪
徐光宪不仅在于吃苦耐劳,他主动走出实验室,深入生产一线,他八次前往包头钢铁厂,直接下车间与工人共同工作,在实践中发现复杂化学反应后隐藏的简洁数学规律。
通过系统研究,他和团队提炼出萃取过程的核心原理,用百余个数学公式构建出精确的数学模型,使稀土分离从经验操作转变为科学计算。
徐光宪和他的妻子
这项被称作“一步放大”的理论突破,让工厂只需输入原料数据就能快速获得最优生产参数,实现了实验室理论到万吨级生产的跨越,为中国稀土产业建立了科学化的“操作系统”。
科研的过程
而在1980年元旦,江西某军工车间,当第一个99.99%的高纯氧化钇在煅烧炉中烧出时,工人们看见平日严肃的徐教授突然奔向厂区空地,像个孩子般抓起积雪往发烫的脸上抹。
串级萃取改变稀土格局
在徐光宪及其团队攻克稀土分离技术难题前,中国稀土虽储量丰富,却因缺乏核心技术,只能以粗加工原料低价出口,沦为“卖资源”的尴尬境地。
而当串级萃取理论及相关技术成功应用后,中国稀土产业迎来了翻天覆地的变化,中国稀土不仅能产出纯度超 99.99% 的单一稀土元素,更在全球稀土市场掌握了定价话语权。
稀土
如今,中国稀土冶炼分离产量占全球超 90%,从新能源汽车的永磁电机,到高精尖的核磁共振设备,从 5G 基站的关键材料到航天军工的核心部件,都离不开中国稀土的技术支撑。
在徐光宪带来的技术变革下,中国稀土凭实力成为全球产业链中无可替代的关键一环,这种转变背后,徐光宪究竟付出了我们想象不到的努力。
稀土矿
中国的“串级萃取”技术彻底改变了全球稀土产业格局,这项技术以高效低成本的优势迅速击垮了法国、美国、日本等国的稀土企业,到90年代中国已占据全球90%高纯度稀土市场。
被国外媒体称为中国冲击,但随后国内企业陷入恶性价格战,导致稀土价格暴跌至猪肉价,发达国家趁机关闭本国矿山,大量进口中国廉价稀土作为战略储备而非实际使用。
稀土矿
2005年至2006年间,已经八十的徐光宪两次致信国务院,急切呼吁国家采取措施保护稀土资源,他在信中明确指出,若不及时管控,包头和黄河地区可能面临放射性污染。
并担忧未来二三十年中国稀土资源耗尽,从稀土大国沦为稀土小国,这些建议促使国家出台了一系列稀土保护政策。
结语
徐光宪的贡献远超一项技术,1978年起,他选择不申请专利,而是将全部研究成果公开推广,包括举办“全国串级萃取讲习班”,完整传授理论体系、工艺参数和计算软件,推动了中国稀土产业的整体发展。
徐光宪获奖画面
他培养了我国首批放射化学专业人才,其编写的《物质结构》教材发行量超20万册,成为全国通用教材,影响了几代化学工作者。
如今,智能手机振动马达、风力发电机永磁体、电动汽车驱动电机等现代科技产品中,都应用了他奠基的技术,这位科学家用毕生所学服务国家,其成果至今仍在造福社会。
参考资料
中国青年网——2019.06.05——中国人的故事丨“稀土之父”徐光宪:稀土紧紧连着我和祖国
澎湃新闻——2024.08.15——【弘扬科学家精神】稀土之父——徐光宪