稀土被称为“工业维生素”,是镧系元素以及钪和钇这17种金属元素的统称。从智能手机、电动汽车到导弹制导系统、隐形战机,都离不开它的身影。然而,稀土元素化学性质极为相似,分离提纯难度极大。
当时,外国已有稀土分离的前沿技术,但对我国严格封锁。徐光宪迎难而上,决心开创中国人自己的分离方法。
无数个日夜,徐光宪爷爷和团队在实验室里“摇漏斗”——这是一种极为枯燥且需要极大耐心的实验,通过摇晃分液漏斗,观察稀土溶液的分层情况。在稀土萃取工艺的实验阶段,他们不得不采用繁复且耗时的“摇漏斗”方法,以此模拟串级实验,获取精确的设定参数。整个流程中,任何微小的失误都可能导致结果偏差。于是,白天,徐光宪带领团队在实验室里辛勤地“摇漏斗”;夜晚,则在灯光下潜心钻研串级理论。
在当时,一般萃取体系的镨钕分离系数仅能达到1.4至1.5。徐光宪改进稀土萃取分离工艺,将镨钕分离系数提升至惊人的4,打破了当时的世界纪录。
1975年8月,徐光宪在第一次全国稀土会议上提出串级萃取理论,引起轰动。一排排萃取箱像流水线一样连接起来,只需在一端放入原料,在“流水线”的另一端的不同出口就会源源不断地输出各种高纯度的稀土元素。
艰辛的徒手操作和成千上万次的实验,终于结出硕果——他独创的“串级萃取理论”横空出世,彻底改变了稀土分离的世界格局。这一技术不仅分离纯度高,而且成本低,在世界稀土领域独占鳌头。
在研究中,徐光宪得到了计算机、分析化学等专业领域同仁的鼎力相助。理论突破后,徐光宪等人又马不停蹄地将成果进一步落地,在包钢稀土工厂取得成功,实现了从实验室到工业化生产的跨越。
今天,当我们看到中国在稀土领域拥有如此重要的话语权时,不应忘记,这份底气的根,是一位在实验室里摇着漏斗的老人,和他那永不言弃的科学精神。
徐光宪爷爷的学生黎乐民、严纯华、黄春辉、高松4位院士已在量子化学、稀土萃取、稀土配位化学和光电功能材料、分子磁体等领域不断创新,做出了骄人成绩。