蘇鏘:我與稀土始於一場偶遇

稀土是17個元素的總稱(鑭、鈽、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿,鑥、釔、鈧),素有“工業維生素”的美稱。小到手機、照相機,大到精確制導導彈、火箭衛星的製造都離不開稀土。稀土是極其重要的戰略資源,中國不僅僅是佔全球稀土產量超70%的開採大國,更是全球稀土最大的加工廠,全球稀土用量的95%由中國提供。

我國雖是稀土大國,從前卻是研發“弱國”。經過老一輩科學家幾十年的艱苦努力,我國建立了完整的稀土資源利用產業鏈,採掘、冶煉、分離提純技術處於世界領先地位。

蘇鏘:我與稀土始於一場偶遇

蘇鏘


蘇鏘,我國稀土科學創新發展的重要開拓者和奠基者之一,中國科學院院士。回望他六十餘載篳路藍縷的科研之路,也是與新中國的艱難曲折同呼吸、共命運的成長之路。

窮且益堅,不墜青雲之志

1931年,蘇鏘出生在廣州一個普通家庭。隨著抗日戰爭全面爆發,日寇瘋狂轟炸廣州,蘇鏘隨家人從廣州逃到澳門,一路顛沛流離,最後輾轉落腳湛江。

蘇鏘的啟蒙教育多半歸功於他的母親,戰亂中她扶老攜幼四處逃亡,但她時刻不放鬆對孩子們的教育,每日督促蘇鏘背誦古文,支持他閱讀各類書籍。1937年8月起,日寇轟炸廣州,隨後廣東多地紛紛淪陷,學校上課時甚至要時刻提防美、日等方飛機的轟炸,即使在屋頂寫上巨大的“SCHOOL”,也不能讓學校倖免,躲在桌子下的蘇鏘曾親眼看到一位同學被炸得血肉模糊。

蘇鏘:我與稀土始於一場偶遇

家庭合影(第三排蘇桂瀛,第二排左起蘇鏘、蘇珍、黃少姍、蘇森,第一排蘇鎏)


當時湛江是法國的殖民地,後來又被日本佔領,這期間蘇鏘目睹了到處姦淫掠殺的侵略者、帶著鐵鏈幹活的清潔工人、家破人亡的普通百姓……

“我出生在動盪的年代,童年的苦難讓我難以忘懷,落後就要捱打,這些經歷一直激勵著我的學習科研之路,我想通過自己的努力改變國家的命運。”

1948年,蘇鏘考入中山大學,在大學時期先後見證了新中國成立、廣東解放,隨著時代的洪流奔湧向前,蘇鏘從中山大學轉到北京大學化工系,之後又隨院系調整併入清華大學。1952年,蘇鏘畢業於清華大學。

萍水相逢,結下不解之緣

雖然輾轉三所大學,但蘇鏘的專業始終都是石油化工。畢業之前,他一直計劃利用自己的專業知識去玉門做石油勘探。然而時代的浪潮改變了蘇鏘科研事業的航向。畢業後他響應祖國號召振興東北工業,根據分配來到了中國科學院長春應用化學所,開啟了與稀土一生的緣分。

“我與稀土始於一場偶遇,因為稀土的神秘,讓我不知不覺沉迷其中。”

剛到研究所報到,蘇鏘就接到了一項艱鉅的任務:分離出獨居石(稀土金屬礦的主要礦物之一)中的釷,用作合成石油的催化劑。

蘇鏘:我與稀土始於一場偶遇

1953年蘇鏘(第二排左三)與稀土小組其他成員在長春應用化學研究所合影


1952年的10月,黑龍江黑河的氣溫已經到了零下30℃,剛到研究所不久的蘇鏘背起揹包與同事一起踏上了尋找獨居石的旅程。有時車內沒有位置,他就自己坐在車頂上,一路顛簸抵達。

冒著嚴寒的考驗與放射性的危害,蘇鏘與課題組一起攻堅克難,從採集的礦石中成功提取出了足量可用的硝酸釷。

為儘快將釷的分離技術應用於生產,蘇鏘與同事們前往錦州石油六廠,與工人們同吃同住開展工作。由於儀器簡陋、缺少經驗與安全意識,研究員們不僅沒有防護措施,甚至需要自己用吸管吸取礦物,常常出現吸進嘴裡的情況。長久下來,蘇鏘的身體受到放射性物質影響,白細胞甚至一度低到3000/ml以下。

生活條件艱苦、技術設備落後並不能磨滅年輕的研究員們工作的熱情,經過九個月的連續奮戰,蘇鏘和同事們完成了分離釷的生產流程,還幫助錦州石油六廠培養了一批技術人員。

蘇鏘:我與稀土始於一場偶遇

科學院應化所錦州團小組合影(左邊為蘇鏘,中間為唐定驤,右邊為姚克敏)


1958年,蘇鏘研究並綜合了分級沉澱、分級結晶、氧化還原等分離方法,獲得了15種元素的單一純稀土;他還提出了分離稀土的流程,成功將鈰的溼法空氣氧化法運用於工業;攻克了利用釔的位置變化來分離釔的萃取難題,為提升生產效率、改善工人生產環境作出了極大貢獻。

60年代起,國際上關於稀土的磁學性質研究逐步應用於軍事、航天、醫療甚至生活電器等領域,但當時我國的稀土研究遠遠落後於其他國家,為了根本改變這種狀況,充分利用國家豐富的稀土資源,發展具有本土特色的新型材料和理論,蘇鏘決定開展對稀土化合物光、磁、電學性質的研究。

蘇鏘:我與稀土始於一場偶遇

1980年蘇鏘右二)隨中科院稀土代表團出訪賓州大學


1983年,為了精準測量出材料的核心參數,應化所從日本購買MB-2型磁天平。1986年,以蘇鏘為負責人的研究小組申請到了國家自然科學基金資助。因為磁天平怕震動,儀器放在地下室,且對地基做了緩衝隔離,在這間“地下實驗室”,蘇鏘一呆就是十年。

在這期間,蘇鏘組織開展關於稀土固體化學和變價稀土化學的基礎研究,並積極參與稀土激光、磁性和發光材料的研製、應用和推廣工作。他提出採用可在空氣下安全製備含二價銪、釤等低價稀土材料的離子不等價取代的新方法,研製出新型摻稀土的長餘輝材料和測量高能射線的固體劑量材料;提出三價和四價鑭系離子的光學電負性的計算方法。該研究成果在公共照明、農業增產、遠距離測溫、醫學成像等領域均有廣泛應用。

蘇鏘:我與稀土始於一場偶遇

蘇鏘與X射線激發光源

21世紀以來,蘇鏘致力於新型稀土光電材料的探索,在發展環境友好半導體光源、平板顯示、高能射線探測和上轉換等領域的稀土發光材料方面均取得重要進展。

稀土、石油、半導體被稱為“全球三大重要戰略資源”,蘇鏘認為:“稀土是綠色照明產業的基礎材料。中國是稀土資源大國,有資源優勢,照明工業是勞動密集型產業,適合國情,如果將這兩項優勢結合起來,稀土發光材料註定有廣闊的前景。”

老當益壯,寧移白首之心

蘇鏘曾說他這一輩子談了兩次戀愛,一次是從事稀土工作,從此鍾情一輩子;一次是遇見妻子任玉芳,從此廝守一生。

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蘇鏘與妻子任玉芳在廣東江門旅遊合影


1955年6月,25歲的蘇鏘與和他同期分配到應化所的同事任玉芳結為夫婦,蘇鏘把與任玉芳的戀愛定義為“人生的第一場戀愛”,朋友們評價他們在研究方面各有千秋,是事業上、科學上、學習上有共同追求的伴侶。

自20多歲與稀土結緣,蘇鏘帶著對稀土科研事業的熱愛一步一個腳印,從稀土的分離提純到發光研究再到產業化應用,在這片“希望之土”上一耕耘就是半個多世紀,取得的成績數不勝數,先後在國內外刊物發表論文450餘篇,榮獲全國科學大會獎(集體獎),國家自然科學獎二等獎等重要獎項,1995年當選中科院院士,2010年被中國科學技術協會授予“全國優秀科技工作者”稱號。

蘇鏘:我與稀土始於一場偶遇

蘇鏘(左一)廣州中山大學實驗室做熱分析試驗的照片


1999年,已年近七十的蘇鏘選擇回到中山大學任教,既是出於對故土的無私回饋,也是希望在廣東這個充滿潛力的舞臺繼續稀土與發光材料的研究。

“廣東的稀土礦藏非常豐富,粵北的南嶺地區還有一種離子吸附型的重稀土帶,條件得天獨厚。我要把廣東的資源優勢變為科技優勢、經濟優勢。”

利用我國豐富而廉價的稀土原料,蘇鏘及其團隊先後成功研製出能發出綠光、藍光、紫光、紅光的長餘輝材料。

長餘輝現象俗稱為夜光現象。長餘輝發光材料能夠儲存外界光輻照的能量,再慢慢把存儲的能量在室溫下以可見光的形式釋放,起到在黑暗環境中照明的作用,在夜光錶、應急照明、安全出口的標誌、計算機上熒光屏和飛機上的儀表盤都有應用。

蘇鏘:我與稀土始於一場偶遇

蘇鏘做吸收和反射光譜實驗


蘇鏘的研究小組在該領域投入不少精力,經過數年的實驗,他們成功開發出提升LED照明性能的多項關鍵技術,突破國外的專利限制,並實現量產。讓材料發光時間更長,發光亮度和耐光性更強,黑暗中肉眼可見達數十小時以上,這使我國稀土的熒光材料合成技術接近世界先進水平。

年逾耄耋之時蘇鏘仍堅持每週去辦公室兩次,處理科研、教學事務。2014年,蘇鏘編著並出版了一部有關稀土的科普讀物——《稀土元素——您身邊的大家族》。在書中,他將稀土描述為“給人類帶來光明的‘希望之土’”。

蘇鏘對下一代寄予希望:“雖然我做了60多年的稀土研究,但仍遠遠不夠。稀土的17個元素就像是我的老朋友,它們都很有個性和特點,個個神通廣大,有很多不為人知的應用前景。對於推廣稀土的價值,我們要做的事情還有很多。”

蘇鏘:我與稀土始於一場偶遇

蘇鏘在廣東雲浮的硫化鐵礦區的留影


“一個人的一生應該是這樣度過的:當他回首往事的時候,他不會因為虛度年華而悔恨,也不會因為碌碌無為而羞恥;這樣,在臨死的時候,他就能夠說,我的整個生命和全部精力,都已經獻給世界上最壯麗的事業——為人類的解放而鬥爭。”

保爾·柯察金精神,一直是蘇鏘在科研道路上堅持不懈奮鬥進取的榜樣與動力。回望稀土科學研究與發展史,蘇鏘與他的科研成就必定是其中閃耀奪目的一章,他的一生,都已經毫無保留地獻給了壯麗的稀土事業。

蘇鏘:我與稀土始於一場偶遇

蘇鏘在包頭白雲鄂博的稀土礦區留影


在時代的洪流中打磨自己,與新生的共和國共同成長,科技強國之路上,還有無數像蘇鏘一樣的科學家們,他們既是中國鉅變的親歷者,也是中國科學發展的參與者,他們用智慧和心血堅定踐行著科研報國的信念。


採集工程項目辦公室/中國科協創新戰略研究院


參考文獻:

1、《稀土情懷總是詩——蘇鏘傳記》,老科學家學術成長資料採集工程

2、《蘇鏘小組口述訪談資料》,老科學家學術成長資料採集工程

3、《蘇鏘:無悔的攀登閃光的人生》,稀土信息

4、《蘇鏘:湛江熱土孕育的中科院院士》,湛江晚報

5、《科學院院士蘇鏘:稀土就像一個巨大的發光寶庫》,廣州日報

6、《稀土之戀——記我國稀土科學家蘇鏘院士》,科學中國人

7、《著名無機化學家我國稀土科學先驅之一中山大學教授、博導中國科學院院士——蘇鏘》,功能材料信息

8、本文圖片來源於老科學家學術成長資料採集工程


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