色彩鮮艷的玩具、印刷精美的包裝……一些工業(yè)顏料為了保持顏色持久鮮亮,可能會(huì )含有少量鉛、鎘、汞等重金屬。即便采用包覆技術(shù),仍難以完全杜絕重金屬在特定環(huán)境下溶出,進(jìn)而通過(guò)接觸、吸入或誤食進(jìn)入人體,侵蝕神經(jīng)、造血系統和腎臟。
如今,這一難題即將被攻克。國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“物態(tài)調控”重點(diǎn)專(zhuān)項項目首席科學(xué)家、國家高層次人才計劃科技創(chuàng )新領(lǐng)軍人才、大連民族大學(xué)教授董斌團隊成功研發(fā)出全新一代環(huán)保顏料,以我國豐富的稀土資源為基礎,通過(guò)“寬帶隙基質(zhì)+稀土摻雜”的創(chuàng )新路線(xiàn),實(shí)現了綠、黃、橙、紅四大色系的高飽和度呈色。
團隊核心成員羅昔賢回憶說(shuō),團隊原本是做稀土基礎研究的。一次偶然的實(shí)驗觀(guān)察讓團隊發(fā)現,稀土離子既能實(shí)現顯色,又能避開(kāi)重金屬毒性。于是,這支科研團隊正式踏上了環(huán)保顏料的研發(fā)之路。
硅鋁酸鹽在制備和使用過(guò)程中對環(huán)境友好,符合理想著(zhù)色顏料要求。研發(fā)過(guò)程中,團隊面臨的最大挑戰,在于稀土離子光學(xué)行為的精準調控與色系飽和度的高效優(yōu)化。團隊需要在成千上萬(wàn)種材料組合中篩選合適的寬帶隙基質(zhì)。為此,團隊在實(shí)驗室里度過(guò)了無(wú)數個(gè)不眠之夜,僅稀土離子與寬帶隙基質(zhì)材料的匹配實(shí)驗就做了上千次。
在成本控制方面,團隊同樣實(shí)現了突破。硅鋁酸鹽是地殼中儲量最豐富的礦物之一,來(lái)源廣泛且價(jià)格低廉。生產(chǎn)該顏料所需的稀土離子多為市場(chǎng)需求較小的元素,成本優(yōu)勢明顯。
目前,團隊已經(jīng)實(shí)現了綠、黃、橙、紅四大色系顏料的穩定產(chǎn)出,并與大連金普新區達成初步合作意向,通過(guò)校地合作建立500噸級試驗生產(chǎn)線(xiàn),實(shí)現量產(chǎn)。
(責任編輯:何欣)