去冬今春,由包頭稀土研究院天津分院(以下簡稱“天津分院”)研發的熾熱羽絨服走俏全國,可抗御零下36攝氏度低溫。不久前,造就稀土元素與日常衣物奇妙融合的“稀土光蓄熱抗菌纖維制備及其面料關鍵技術”問鼎中國紡織科技成果對接峰會,一舉摘得第九屆中國十大紡織科技綠色先鋒獎。
然而,這只是包鋼科研飛地——天津分院深耕輕稀土產業的一個縮影。稀土納米斷熱系列材料、稀土多彩反射隔熱涂料、稀土耐火材料、稀土粉煤灰耐材、系列無水稀土鹵化物產品、稀土功能紡織材料、稀土醫療材料開發等眾多稀土功能材料的研發,支撐起天津分院獨特的科研地位。
天津分院長期致力于稀土納米研究,研發出稀土納米斷熱涂層、高隔熱性能稀土鍍膜玻璃等產品,可吸收95%以上紅紫外線,有效解決建筑玻璃保溫性、隔熱性差的問題。天津分院科研管理部部長李璐做了一項計算,將一平方米稀土納米斷熱涂層一年的斷熱效能換算成碳,等同兩棵樹吸收存儲的碳量。“我們的產品相當于在玻璃上種樹。”李璐的比喻,讓人頓感清涼。
飛地創新,“稀”出不凡。稀土斷熱涂層技術先后摘得2021年度稀土科學技術二等獎、第十七屆中博會“專精特新”單項冠軍產品、天津市知識產權創新創業大賽一等獎。天津分院起草了《建筑玻璃用稀土斷熱涂料》團體標準,并由中國稀土學會、中國涂料工業協會聯合發布。
如今,新型稀土納米斷熱涂料已申請專利10項,其中,發明專利9項、已授權6項,成果轉讓后,已在濟南西站、國家基因庫、中國寶武、蘇州希爾頓酒店等20多個大型建筑上使用。其中,科研人員對常州市吾悅廣場4000平方米穹頂玻璃涂刷后進行測試,結果表明,每年可節省電能75000千瓦時,減少碳排放近61噸。
走進天津分院,濃郁的科研氣息令人肅然起敬。50人當中,碩士以上學歷占人員總數的80%;科研人員42人,占人員總數的84%。然而,就是這支規模并不龐大的科研機構,竟然包括創新研發、工程化驗證、技術服務三個平臺,下設6個研發中心、6個聯合實驗室和1個理化檢測中心。成立十年,天津分院先后被認定為“國家高新技術企業”“天津市技術領先型企業”“天津市專精特新企業”“天津市產業技術研究院”“天津市新型研發機構”“天津市創新型中小企業”“天津市科技成果概念驗證平臺”等,科技實力領跑行業。
從2020年至今,天津分院共承擔課題29項,累計合同金額達4566萬元。截至目前,累計申請發明專利92項,授權46項,申請商標9項,主持或參與標準起草30余項,發表論文20余篇。
幾年間,天津分院科研人員根據太陽光譜原理,開發出稀土多彩反射隔熱涂料,該產品含鑭鈰化合物達到25%以上,可有力推進鑭、鈰高豐度稀土元素的平衡利用,特別是熱反射率高達90%以上,可使物體表面溫度下降5至20℃,有效緩和城市熱島效應。在集裝箱上噴涂后,表面溫度甚至可降低20至25℃,給物流行業帶來福音。
無獨有偶,針對工業窯爐、熱風爐、蓄熱爐等爐體熱能利用效率低的問題,天津分院聯合包頭企業開發出稀土紅外輻射涂料和稀土粉煤灰耐材。這種材料可以應用于1400℃以上的高溫窯爐,綜合節能率達到10%以上,煤氣消耗能夠降低13%左右。該材料在實驗室誕生后,率先在包鋼冶煉分公司(華美公司)得到試用,獲得使用數據,為其他企業爐體推廣使用奠定了基礎。
近年來,天津分院開發出閃爍晶體用系列無水稀土鹵化物等產品,大幅降低稀土鹵化物閃爍晶體生產成本,對我國閃爍晶體行業產品迭代產生了積極的促進作用,一舉打破法國、美國企業對我國稀土鹵化物原料供應的壟斷,攻克“卡脖子”問題。
扎根京津冀核心區十載,天津分院始終銘記包鋼建設“科技飛地”的使命初心。分院院長張光睿介紹說,稀土是17種金屬元素的統稱,其中輕稀土儲量要遠高于中重稀土儲量,而輕稀土中鑭、鈰最多,它們在國民經濟中的有效利用,一直是稀土業界繞不過去的話題。天津分院正是立足包鋼集團白云鄂博礦鑭、鈰豐富的資源優勢,大力實施“輕稀土+”戰略,大力推進鑭、鈰高豐度稀土元素的平衡利用,重點解決北方稀土鑭、鈰應用的痛點難點問題,讓鑭、鈰稀土迎來高效高值利用的美好“春天”。
近三年,包鋼集團給予天津分院3000余萬元經費支持,這塊遠離包頭本土的科研“飛地”,孵化著當今中國稀土科技的諸多秘密。