张洪杰，无机化学家，中国科学院院士，清华大学化学系教授，中科院长春应化所研究员，中国稀土行业协会会长，博士生导师。1953年9月生，吉林榆树人。1978年毕业于北京大学化学系，同年分配到中科院长春应化所工作，1985年在研究所获理学硕士学位。1993年在法国波尔多第一大学获固体化学、材料科学博士学位后回长春应化所工作，1994年被聘为研究员。

 

　　张院士长期致力于稀土功能材料的研究，以材料的结构与功能关系为研究重点，着重解决影响学科发展的关键科学和技术问题，发展了系列材料制备的新方法和技术。他将基础、高技术及应用研究有机结合，研制出的稀土新材料已成功应用于稀土交流LED照明、智慧农业稀土补光灯、稀土护眼灯、稀土环保着色剂、航天航空高超风洞测温稀土荧光粉、稀土镁合金汽车零部件、国防军工兵器等领域，满足了国家的战略需求。

　　１．您长期致力于稀土功能材料的研究，为什么会选择稀土作为您的研究方向呢？

　　张洪杰：

　　稀土是我国重要的战略资源，我国稀土资源丰富、稀土元素品类齐全，从事稀土研究有着得天独厚的优势。以包头为例，包头的稀土储量约占全国的80%，而且以轻稀土为主，目前经过勘探发现重稀土含量也不低，这对稀土研究是非常有利的。稀土具有非常广阔的应用前景，选择研究稀土，还能够发表一些国际前沿热点的论文。

　　我的老师苏锵先生，1952年大学毕业以后就来到中科院长春应化所从事稀土分离研究，1972年，苏先生开始从事稀土发光材料研究。1982年我考取了苏锵先生的研究生，在苏先生言传身教和精心地培育下，我决定选择从事稀土研究。

　　２．您认为我国稀土材料的研发当前在国际上处于什么水平？

　　张洪杰：

　　一开始大家称稀土为“工业维生素”，但我认为不合适，将其称为“工业黄金”或“材料之母”更为合适。因为维生素是可有可无的，但稀土并非“可有可无”，所以我把它重新定义了一下，叫成“工业黄金”或“材料之母”。当然不一定所有人都赞成我这个讲法，但至少我认为“工业维生素”不是那么全面。

　　全球对稀土都十分关注。国际上，美国、日本、德国、法国、荷兰、意大利等一些国家对稀土非常重视，他们每年都有相应的专项。因为他们研究的时间比较早、比较长、投入力度大，在一些高新技术材料领域拥有世界一流的应用技术。

　　经过几十年的努力，我们在稀土的采、选、冶方面做得非常好，稀土分离、稀土产品出口等几个方面都处于全球第一。但是我国拥有的自主知识产权不多，在稀土功能材料、结构材料领域，中国跟国外确实还有一定差距。因此我们必须持续努力，要高起点地从事稀土材料，特别是可以用于国家国防安全、国民经济发展方面，有自主知识产权的新材料等研究。

　　３．在当前复杂多变的国际形势下，稀土研发是否更为迫切？稀土的战略价值是否更为突显？

　　张洪杰：

　　从目前整个国际形势来看，在百年未有之大变局下，稀土自然显得尤为重要。美国、日本、法国、德国等国家已经把稀土材料用在了国防军工上。例如用在激光、探潜、导弹、测距、导航等非常重要的领域。据悉一艘核潜艇大概用4.78吨稀土材料、一架F35战斗机会用到0.22吨稀土材料，所以说稀土在国防军工、国防安全方面占据重要的战略位置。

　　稀土材料在国民经济方面也有非常广泛的应用。据统计，大概有四十几个领域都会用到稀土材料，稀土新材料在国民经济上发挥的作用非常大：稀土催化材料主要用于汽车尾气净化和大工业的化工催化；稀土永磁材料广泛用于伺服电机、风力发电等领域。还有稀土储氢材料、稀土抛光材料、稀土合金材料，包括稀土钢、稀土铝合金、稀土镁合金等等，这些功能材料、结构材料用量非常大。对国民经济来说，稀土不仅可以改造传统工业，而且在新兴的高技术领域作用显著，所以一定要把我国稀土材料做好。

　　４．中科院长春应化所与包头有着密切地合作关系，在稀土功能材料的研究和应用方面成果丰硕，请您为我们介绍一下。

　　张洪杰：

　　中科院长春应化所与包头的关系非常紧密。在开始包头稀土分离的初期，长春应化所就积极参与了。当时包头稀土研究院的前身为包头冶金研究所，成立初期有一部分科研工作者来到长春应化所学习稀土方面的基础研究、分离、应用等内容。两个单位合作特别好，有了深厚的友谊。中科院长春应化所在包头共有4项标志性转化成果。

　　当时有个国家项目，中国科学院和冶金部组织了11个单位参加，长春应化所是牵头单位，包括包头稀土研究院、上海有机所等。我们主要做的项目是从包头矿萃取钍，就是把钍和稀土分离。

　　20世纪60年代中期，开始用P204分离包头矿中的铈（Ce）、钍（Th）。在包头完成了从包头矿中萃取分离Ce、Th的串级模拟试验，这是我国首次在包头白云鄂博稀土矿推广P204分离稀土的研究。研究发现，从负载钍的P204中用矿物酸难反萃钍，限制了其在工业上的应用。20世纪60年代末，上海有机所合成了仲碳伯胺N1923，为分离钍奠定了物质基础。70代伊始，我们开展了用N1923从包头矿硫酸培烧水浸液中分离钍和提取稀土的研究。结果表明，N1923是从硫酸溶液中萃取分离钍的特效萃取剂，成为冶金部和中科院的重大攻关项目。1979年，由长春应化所负责，11个单位参加的伯胺萃取钍会战组，在北京通县进行了千吨级N1923分离钍工业试验，取得了预期结果，为N1923的工业应用提供了工程参数。这一成果用于从独居石中分离钍的冶金工业。伯胺萃取分离钍和提取稀土获2项中科院科技成果一等奖。

　　为了实现包头稀土资源的清洁冶金生产，于21世纪初发明了“一种从硫磷混酸体系中萃取分离钍和提取氯化稀土的工艺” ( ZL 02123913.4) , 2003年联合兄弟单位的发明专利“酸法分解包头稀土矿新工艺”，在包头完成了年处理2400吨包头稀土矿清洁流程的国家产业化示范工程，解决了放射性钍及氟的回收利用和环境污染问题。

　　当时，国家发展计划委员会文件《计产业［2002］235号》批复如下：为调整包头地区的稀土工业结构，改善环境，提高钍的回收率和综合利用，原则同意包头稀土高科技股份有限公司建设该项目。伯胺分离钍流程还可用于各类稀土矿冶炼过程中的含钍放射废渣的处理。通过了由中科院主持的专家鉴定，萃取分离钍专利获国家专利优秀奖。

　　第二个标志性项目是洪广言研究员于2006～2007年在包头转让了稀土长余辉材料。转让以后，也取得了一定的经济效益和社会效益。

       第三个项目是我们团队的智慧农业用的植物补光灯。包括蔬菜、水果、瓜果类的补光灯，这些补光灯的效果非常好。用在黄瓜上，补光后增产25%到30%，用在西红柿上效果更明显，产量增产在30%以上。智慧农业用稀土补光灯将来的应用范围是比较广的。在稀土硫化物及稀土光源院士工作站的支持下，研究稀土补光灯的“中国科学院包头稀土研发中心稀土农用光源女职工创新工作室”荣获2021年全国“五一巾帼标兵岗”荣誉称号。

 

　　另外一个非常成功的项目是稀土着色剂。经过十多年的潜心研究，团队开发了温和条件下制备稀土硫化物着色剂新方法，不使用硫化氢等有毒原料，连续化生产，操作简单，产量高，安全可靠，获得发明专利3项。以此为依托，在包头稀土研发中心的组织下开展了10吨级中试放大实验，并于2016年11月3日下线第一批产品。研发出铈红、镨绿、钕绿、镧黄、钐黄5个系列产品，开发出稀土印泥、色母粒、口红、塑胶跑道等应用产品。后来团队利用稀土着色剂在长春做了6所中学的塑胶跑道。

　　以上是简单地介绍了我们在包头做的几个项目。

　　搞科研得需要有个“劲儿”，我经常拿稀土着色剂项目跟青年科研人员讲，搞科研就得有种持之以恒的精神。一个项目做16年，一般人可能早就扔掉了。但是我们并没有扔掉，遇到问题就解决问题，最后才得以成功。也就是说基础研究和应用研究相辅相成，在把基础研究做得很踏实的情况下，应用一定会做好。

　　５．您对“稀土从科研成功走向产业化”的工作有哪些体会？

　　张洪杰：

　　对此有几点体会：

　　一是原始创新或填补国内空白的科研项目会遇到许多意想不到的困难。我的体会是贵在坚持，持之以恒，“有所发现，有所发明，有所创造，有所前进”，才能实现从基础研究到产业化的跨越。我带领团队从2001年开始从事稀土着色剂的研究，总共历时16年。国际上传统的制备方法使用有毒有害或易燃易爆气体，生产过程能耗高、设备损耗大、产量低、成本高。我们团队首次提出原始创新的稀土着色剂合成新方法和技术，打通了连续化、规模化生产工艺技术瓶颈，于2016年底在包头建成了世界首条稀土着色剂连续化、规模化隧道窑生产线，成功地实现了产业化。如果中途遇到困难，我们就轻言放弃，那么国家亟须解决的技术瓶颈就无法突破，坚持到底才能胜利。

　　二是科研成果要实现产业化必须有一个执行力很强的科研团队，要保持着旺盛的精力，深入细致地做好基础研究。基础研究做得越踏实，对应用研究越有利。这样才能解决产业化过程中遇到的科学和技术问题。要有报效祖国的使命感，要有默默奉献的精神，才会“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”。

　　三是科研成果要想走出实验室、落地产业，不仅要有很好的科研团队，而且要有具有战略眼光的优秀企业家团队，团队之间密切配合，产学研深度融合是成功的关键。

　　未来，我们团队计划开展稀土与生物领域交叉基础与应用研究，聚焦稀土发光材料在脑部重大疾病诊疗的应用探索，推动轻质高强稀土生物蛋白纤维材料的基础研究与应用，发展形态和结构可控的稀土基生物用粘合剂和皮肤修复材料；通过建立稀土微生物细胞工厂，开展对包头尾矿中稀土元素分离，做到无毒、无害、环保、低成本和高效。

　　６．您对从事稀土研究工作的年轻科研人员有什么建议？

　　张洪杰：

　　的确，我始终对年轻人有着非常大的希望。年轻人至关重要，因为国内国际上的竞争，实际就是人才的竞争。我们把年轻一代培养好了，他们能够热爱稀土事业，能够静下心来一辈子从事稀土研究工作，是非常重要的。我希望年轻人能够踏踏实实地搞稀土研究，在做基础研究的同时，要考虑到应用，因为基础和应用实际上是相互联系的。在做基础研究时，如果能够时刻想着应用，我相信总会找到一个应用的机会。另外，我也希望年轻人要认识到，为什么我们在稀土上还没有完全搞明白。我认为主要是稀土的理论方面有些问题还没有解决，也就是稀土的4f电子的运动规律非常重要，如果对它非常了解，至少可以从理论范围进行方向预测，从而有利于应用。

　　现在研究材料还不是用理论作指导，基本上是“炒菜”。而按“炒菜”来做就浪费了很多资源，因此我希望将来有一部分年轻人能从事稀土理论研究。稀土理论研究是特别重要的研究，因为4f电子它是一个强关联的研究。基础理论研究成功了，至少能够大概预测能做出什么，在某个范围内那也非常好。实际上如果把稀土理论突破了，我认为将可能是一个重大突破。

　　目前我们国家搞科研的条件、平台、环境都非常好。所以年轻人要励志，我相信接下来几十年肯定会出好成果，这是毫无疑问的。

　　培养年轻人是我们老一辈科研人员应该做的事，也是我们的责任。现在年轻人素质都非常高，他们都很聪明，做事情也很认干，我觉得将来我们的稀土事业后继有人！