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稀土科技飞地 描绘“美丽中国”

发布时间: 2023-06-13 10:04:00

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天津市东丽区,坐落着一幢米黄色建筑。包头稀土研究院天津分院的名字,标识着这里是天津市唯一一家专业从事稀土功能材料研发及应用的科技型企业身份。这块远离包头本土的科研“飞地”如同巨大“鸟巢”,孵化着当今中国稀土科技的诸多秘密。每一项科技新成果的先行示范,如同一支支神奇画笔,描绘着“美丽中国”,践行着党的二十大报告所提出的坚持“科技自立自强”、加快建设“科技强国”的宏伟强音。

去冬今春,由包头稀土研究院天津分院(以下简称“天津分院”)研发的炽热羽绒服走俏全国,可抗御零下36摄氏度低温的保暖功效,让人感受到“包钢稀土+纺织品”的神奇魅力。不久前,造就稀土元素与日常衣物奇妙融合的“稀土光蓄热抗菌纤维制备及其面料关键技术”问鼎中国纺织科技成果对接峰会,一举摘得第九届中国十大纺织科技绿色先锋奖,天津分院的荣誉墙上再嵌一枚璀璨奖章。

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然而,这仅是天津分院深耕轻稀土产业“七彩之虹”的一处斑斓,稀土纳米断热系列材料、稀土多彩反射隔热涂料、稀土耐火材料、稀土粉煤灰耐材、系列无水稀土卤化物产品、稀土功能纺织材料、稀土医疗材料开发等众多稀土功能材料的研发,支撑起天津分院在我国乃至世界独特的科研地位。

稀土“热”技术

翠染“绿色中国”

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经历了漫长的“碳繁荣”时代,人们对经济发展方式的认识开始发生重大转变,“降碳”已成为全社会共同致力的重大课题。我国《绿色建筑发展“十四五”规划》指出,到2025年,绿色建筑面积占比要达到100%,新建建筑能效提升,执行比例达到100%。

天津分院长期致力稀土纳米研究,研发出稀土纳米断热涂层、高隔热性能稀土镀膜玻璃等产品,可吸收95%以上红紫外线,有效解决建筑玻璃保温性、隔热性差的问题,大幅降低室内空调能耗。天津分院科研管理部部长李璐做了一项计算,将一平方米稀土纳米断热涂层一年的断热效能换算成碳,等同两棵树吸收存储的碳量。“我们的产品相当于在玻璃上种树。”李璐的比喻极其形象,让人顿感一阵清凉。

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科技创新,出手不凡。稀土断热涂层技术先后摘得2021年度稀土科学技术二等奖、第十七届中博会“专精特新”单项冠军产品、天津市知识产权创新创业大赛一等奖。天津分院起草了《建筑玻璃用稀土断热涂料》团体标准,并由中国稀土学会、中国涂料工业协会联合发布。

如今,新型稀土纳米断热涂料已申请专利10项,其中,发明专利9项、已授权6项,成果转让后,已在济南西站、国家基因库、中国宝武、苏州希尔顿酒店等20多个大型建筑上使用。其中,科研人员对常州市武进区吾悦广场4000平方米穹顶玻璃涂刷后进行测试,结果表明,每年可节省75000千瓦时,减少碳排放近61吨。李璐表示,目前,天津分院正在寻求与玻璃生产厂商的合作,推进产品的二次转化,以及持续迭代升级。

稀土“热”技术有着“火热”的未来。一项市场预估资料显示,从断热稀土涂层核心技术,到汽车玻璃、住宅玻璃、公共建筑等核心市场,稀土断热涂层有着5000亿元的经济前景。

稀土科研之“种” 

扎根祖国大地

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走进天津分院,浓郁的科研气息令人肃然起敬。

50人当中,硕士以上学历占人员总数的80%;科研人员42人,占人员总数的84%。然而,就是这支规模并不庞大的科研机构的科技开发模块,竟然包括创新研发、工程化验证、技术服务三个平台,下设6个研发中心、6个联合实验室和1个理化检测中心,研发能力不容小觑。成立十年,天津分院先后被认定为“国家高新技术企业”“天津市技术领先型企业”“天津市专精特新企业”“天津市产业技术研究院”“天津市新型研发机构”“天津市创新型中小企业”“天津市科技成果概念验证平台”等,科技实力领跑行业。

从2020年至今,天津分院共承担课题29项,累计合同金额达4566万元。截至目前,累计申请发明专利92项,授权46项,申请商标9项,主持或参与标准起草30余项,发表论文20余篇。天津分院不仅将论文写在祖国大地上,更是将科研使命与国家和人民的需要紧紧维系。

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几年间,天津分院科研人员根据太阳光谱原理,开发出稀土多彩反射隔热涂料,该产品含镧铈化合物达到25%以上,可有力推进镧、铈高丰度稀土元素的平衡利用,特别是热反射率高达90%以上,可使物体表面温度下降5至20℃,有效缓和城市热岛效应。在集装箱上喷涂后,表面温度甚至可降低20至25℃,集装箱即刻变身隔热保温箱,对物流大国而言,无疑是一个福音。

无独有偶,针对工业窑炉、热风炉、蓄热炉等炉体热能利用效率低的问题,天津分院联合包头企业开发出稀土红外辐射涂料和稀土粉煤灰耐材。这种材料可以应用于1400℃以上的高温窑炉,综合节能率达到10%以上,煤气消耗能够降低13%左右。包钢集团始终是天津分院最强大的背靠支撑,稀土红外辐射涂料和稀土粉煤灰耐材在实验室诞生后,率先在自家兄弟企业——冶炼分公司(华美公司)得到试用,获得了极其宝贵的使用数据,这为该材料后续在其他企业炉体使用中大放异彩奠定了重要基石。

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重点攻克“卡脖子”问题,天津分院孜孜以求。近年来,天津分院开发出闪烁晶体用系列无水稀土卤化物等产品,大幅降低稀土卤化物闪烁晶体生产成本,对我国闪烁晶体行业产品迭代产生了积极的促进作用,一举打破法国、美国企业对我国稀土卤化物原料供应的垄断,凭借科技之力让中国扬眉吐气。

无论走多远,都不忘记为什么出发,天津分院科研人员扎根京津冀核心区十载,始终铭记包钢建设“科技飞地”的使命初心。天津分院院长张光睿介绍说,稀土是17种金属元素的统称,其中轻稀土储量要远高于中重稀土储量,而轻稀土中镧、铈最多,它们在国民经济中的有效利用,一直是稀土业界绕不过去的话题。天津分院正是立足包钢集团白云鄂博矿镧、铈丰富的资源优势,大力实施“轻稀土+”战略,大力推进镧、铈高丰度稀土元素的平衡利用,重点解决北方稀土镧铈应用的痛点难点问题,让镧、铈稀土迎来高效高值利用的美好“春天”

科技飞地之“箭” 

正中市场之“靶”

距离天津分院一箭之地,即国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心,这里有一条发明专利授权绿色通道,一项发明专利最快35天就可以获得授权。与通常发明专利授权2.5至3年时间相比,可谓“光速”。而天津分院多项专利技术就是经过这条绿色通道,获得了市场绿色“签证”。搭载“光速”的极致效率,天津分院拥有众多发明专利也尽在意料之中。

包头稀土研究院副院长、天津分院执行董事李波坦言,优质的营商环境,与市场零距离的贴近,以及人才聚集的洼地效应,加之包钢集团的大力支持与推动,天津分院占尽了天时、地利、人和。

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“科研市场化”,这是李波谈及天津分院时,屡屡讲到的一个新词、热词。科技研发要贴近市场不难理解,但将“市场”搬进“实验室”,却是天津分院的创举。2022年,天津分院与安踏公司携手成立“炽热羽绒服联合实验室”,市场优势、资源优势、技术优势、品牌优势紧紧捆绑在一起,统一的目标导向、问题导向,让双方成为开拓市场的命运“双雄”,效率高、速度快、效果好,成为共同的追求。

“市场在哪里,我们就在哪里;市场需要什么,我们就研究什么。”李波说,跟着市场干、带着客户干、依托资源干、借着资金干,从小处讲避免了闭门造车、埋头蛮干,以及“过度”研发的无谓浪费,有的放矢且恰到好处的研发,让我们少走了很多弯路;从大处讲,我们的研发更有针对性,更能体现科技造福于民的自身价值。

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近三年,包钢集团给予天津分院3000余万元经费支持,还大力支持科技体制改革,让天津分院充分享受到改革的红利。李波说,科改的核心在于激励,天津分院采取短期激励、长期激励、知识产权入股、一次性转让配套一次性收益、现金及分红相结合等灵活多样的激励政策,不仅让本院职工动力十足,也引得“鸟择良木而栖”,仅2022年就引进人才22人,其中博士2人、硕士 18 人。

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加快实现稀土领域高水平科技自立自强,是包钢集团作为行业龙头企业肩负的重要责任,稀土科技创新能力建设是包钢高质量发展的重中之重。在天津谋篇布局科研院所,包钢集团看中的是形盛之地活跃的前沿市场和强大的消纳能力,特别是要为高丰度的镧铈资源找到用武之地。如今,天津分院六大研发领域,也全部围绕镧铈绘制蓝图。

包钢集团为稀土科技找到一块肥沃飞地,天津分院为稀土的更多应用找到市场途径。期待这块飞地,书写下一部志同道合的科技传奇。

出      品:包钢新闻中心

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