稀土雜化及納米復合光電功能材料項目獲自然科學獎二等獎

　　1月14日上午，中共中央、國務院在北京隆重舉行2010年度國家科學技術獎勵大會，胡錦濤等黨和國家領導人出席大會并為獲獎代表頒獎。中科院長春應用化學研究所張洪杰、武志堅、張思遠、蘇鏘為主要完成人的“新型稀土雜化及納米復合光電功能材料的基礎研究及應用探索”項目獲國家自然科學獎二等獎。

　　 有機/無機雜化及納米復合光電功能材料，具有發光效率高、易耦合到光纖中、加工性能好等特點，有可能應用于顯示、激光、光波導放大及熒光免疫分析等諸多領域。其優異的性能和重要的應用價值使其自問世以來就在信息材料領域占有舉足輕重的位置，并迅速成為國際材料科學研究的熱點。該研究的難點是傳統的合成方法反應周期過長，稀土發光組分和基質網絡沒有形成共價鍵，穩定性差發光性能不好。因此，解決上述難題，加速新型稀土雜化及納米復合光電功能材料的研究，具有十分重要的意義。

　　長春應化所稀土光電材料課題組，注重發揮在稀土科學研究中的綜合優勢，面向世界科學發展前沿和國家戰略需求，聚焦無機固體化學研究的國際前沿課題，自1995年以來，系統地研究了800多種稀土雜化材料、復合材料和納米材料的合成、組成、形態結構與光電等性能的關系和變化規律，獲得了一系列的研究成果。 

　　第一，創新性地將將稀土配合物通過Si-C共價鍵嫁接到有機/無機雜化材料的骨架上和雜化中孔薄膜材料的骨架上，制備出國內外未見報道的穩定性好、發光性能優異的互穿網絡雜化材料；以原位法制備了三種稀土（Nd3+, Er3+, Yb3+）干凝膠近紅外雜化發光材料，實驗和Judd-Ofelt理論計算結果表明，稀土鉺干凝膠雜化材料在光波導放大方面具有潛在應用前景。

　　第二，合成了氟取代的Eu配合物，并制備了電致發光器件，其中七氟和五氟配合物的最大亮度達到1000 cd/m2，電流效率分別達到4.14，5.41cd/A，流明效率分別達到2.28, 3.11lm/W，已經達到或超過了國際上報道的同類型器件的電致發光性能。制備了基于稀土鏑的器件最大亮度560cd/m2，這是迄今為止報道過的基于Dy配合物的最好器件之一。

　　第三，率先在單分散的SiO2納米球表面原位構筑和嫁接不同的稀土配合物，成功地獲得了穩定性好、高效稀土雜化納米發光材料；一維碲化銻納米熱電材料的合成取得了重大突破, 得到了世界上首例單晶碲化銻納米帶，為稀土元素取代銻或碲獲得高效熱電材料奠定了基礎。

　　第四，合成了一系列以稀土為發光離子的復合氧化物，觀察不同波長激發光源與稀土離子的相互作用與發光行為；研發了能夠存儲外界光能的新型稀土信息功能材料，對其作用機理進行了深入研究，并將此類材料應用于高能射線探測和個人輻射安全防護、航天和醫療用的固體輻射劑量材料、信息的光存儲及弱光指示照明等領域。

　　第五，從計算模擬的角度研究了固體材料中結構與電、磁學等性能之間的關系；從元素組成、化學鍵性質等方面研究了材料性質與關鍵功能基元之間的構效關系。所得到的結論為新型功能材料的組裝、剪裁提供了基礎數據和理論指導。

　　上述工作在J. Am. Chem. Soc., Adv. Funct. Mater., Chem. Mater.等國內外著名期刊上共發表SCI收錄論文198篇，其中IF>3的48篇。SCI他人正面引用3391次，特別是Chem. Rev., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.等期刊較大篇幅的引用該工作，受到廣泛好評。課題組參加國際會議25次；獲全國優秀博士論文1項；獲中科院優秀博士論文1項；已授權ZL16項；獲吉林省科技進步一等獎1項。

　　該成果的取得，為制備有機/無機雜化及納米復合光電材料提供了新方法和技術，解決了國際上沒有解決的難題，為材料的設計和性能預測提供科學依據，對于發展具有自主知識產權的稀土先進材料，將我國的稀土資源優勢轉化為技術和經濟優勢，具有十分重要的現實意義。