我國(guó)稀土研究有新突破!
日前,清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院韓三陽副教授團(tuán)隊(duì)與黑龍江大學(xué)許輝、韓春苗教授團(tuán)隊(duì)以及新加坡國(guó)立大學(xué)劉小鋼教授團(tuán)隊(duì)合作,為稀土納米晶設(shè)計(jì)了一件獨(dú)特的“能量轉(zhuǎn)換外衣”,能夠?qū)⒛芰扛咝鬟f給稀土納米晶的有機(jī)分子界面,為解決電致發(fā)光器件中的研究和應(yīng)用難題帶來新的突破口。
據(jù)悉,上述研究成果以“捕獲電生激子實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧的稀土納米晶電致發(fā)光”為題,在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》(Nature)。
新突破
稀土納米晶具有發(fā)光顏色可調(diào)、發(fā)光譜線窄、發(fā)光穩(wěn)定性高等先天優(yōu)勢(shì),通過調(diào)控納米晶內(nèi)部摻雜離子組分可使該材料體系實(shí)現(xiàn)廣色域的多色發(fā)光,故被認(rèn)為是電致發(fā)光材料的“潛力股”。然而稀土材料的絕緣特性使電流難以注入其中并實(shí)現(xiàn)傳輸,因此,稀土納米晶也被稱為發(fā)光材料中的“絕緣寶石”,這一“電流驅(qū)動(dòng)”的瓶頸阻礙了稀土材料在現(xiàn)代光電技術(shù)中的研究和應(yīng)用。
據(jù)中新社、人民日?qǐng)?bào)客戶端等多家媒體報(bào)道,針對(duì)上述難題,韓三陽團(tuán)隊(duì)與許輝、韓春苗團(tuán)隊(duì)和劉小鋼團(tuán)隊(duì)聯(lián)合攻關(guān),創(chuàng)新性地通過表面修飾為稀土納米晶穿上“能量轉(zhuǎn)換外衣”,采用有機(jī)—無機(jī)雜化策略精確調(diào)控能級(jí)結(jié)構(gòu),借助配體工程將激子能量高效分配給鑭系離子發(fā)光體,成功解決了電致發(fā)光中激子產(chǎn)生、輸運(yùn)和注入的核心難題,實(shí)現(xiàn)了高色純度、光譜可調(diào)的高效電致發(fā)光。
“這項(xiàng)成果的意義在于,我們不僅讓稀土材料‘通上了電’,更打開了其在現(xiàn)代光電技術(shù)中應(yīng)用的大門。”韓三陽介紹,多個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,該成果在多種波段電致發(fā)光方面具備潛力,特別是在高分辨率、寬色域顯示以及近紅外技術(shù)中,無需大幅改動(dòng)器件結(jié)構(gòu),僅通過調(diào)控稀土離子即可實(shí)現(xiàn)多色發(fā)光。
據(jù)悉,這項(xiàng)成果不僅將推動(dòng)稀土發(fā)光在柔性顯示、近紅外器件等領(lǐng)域的應(yīng)用,未來還有望進(jìn)一步應(yīng)用到人體健康監(jiān)測(cè)、無創(chuàng)檢測(cè)以及開拓農(nóng)作物補(bǔ)光技術(shù)等場(chǎng)景中。
機(jī)構(gòu)看好稀土產(chǎn)業(yè)鏈
在二級(jí)市場(chǎng)上,稀土概念股近日跟隨大盤調(diào)整。不過,券商研究機(jī)構(gòu)對(duì)稀土板塊的中長(zhǎng)期走勢(shì)依舊看好。
中國(guó)是全球最大的稀土資源國(guó)、礦/冶生產(chǎn)國(guó)、消費(fèi)國(guó),具備稀土全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)。其中,據(jù)USGS數(shù)據(jù),中國(guó)稀土資源儲(chǔ)量約占全球40%,且南重北輕,擁有較為豐富的、戰(zhàn)略價(jià)值更高的中重稀土資源;中國(guó)稀土礦產(chǎn)量約占全球70%。此外,中國(guó)稀土冶煉分離和磁材加工產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)更加突出,也是全球唯一一個(gè)具備全產(chǎn)業(yè)鏈布局的國(guó)家。
中信建投近期發(fā)布的研究報(bào)告指出,稀土具有無法取代的優(yōu)異磁、光、電性能,對(duì)改善產(chǎn)品性能,增加產(chǎn)品品種及提高生產(chǎn)效率起到巨大的作用,被廣泛應(yīng)用于冶金、軍事、石油化工、玻璃陶瓷、農(nóng)業(yè)和新材料等領(lǐng)域。2000年以前,機(jī)械、冶金和石油化工領(lǐng)域是其主要消費(fèi)部門;而進(jìn)入21世紀(jì)后,稀土材料技術(shù)發(fā)展日新月異,永磁、拋光、發(fā)光、催化、儲(chǔ)氫材料開始涌現(xiàn)并迅猛發(fā)展。
稀土永磁是稀土消費(fèi)最大的領(lǐng)域,保持高速增長(zhǎng)。釹鐵硼稀土永磁材料是第三代永磁材料,是目前磁性能最好、綜合性能最優(yōu)的磁性材料,被稱為當(dāng)代磁王。具有高矯頑力、高磁能積、體積小、加工難度低等諸多優(yōu)勢(shì),目前在新能源汽車、節(jié)能家電、消費(fèi)電子、工業(yè)應(yīng)用、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
新能源汽車是高性能釹鐵硼材料需求拉動(dòng)最明顯的領(lǐng)域,未來需求占比約50%。釹鐵硼永磁材料是新能源汽車永磁驅(qū)動(dòng)電機(jī)的核心制造材料,預(yù)計(jì)2026年全球新能源汽車產(chǎn)量將增長(zhǎng)至超2600萬輛,對(duì)應(yīng)釹鐵硼永磁材料需求量將達(dá)到6.6萬噸,汽車領(lǐng)域?qū)︹S鐵硼總需求量接近8萬噸,是高性能釹鐵硼材料的第一大需求來源,占高性能磁材需求總量的約三分之一。新能源汽車領(lǐng)域?qū)⒊蔀楦咝阅茆S鐵硼永磁材料最旺盛的下游需求。
人形機(jī)器人有約30個(gè)關(guān)節(jié),電機(jī)是關(guān)節(jié)核心部件,對(duì)電機(jī)要求較高,要求電機(jī)體積小、扭矩大、響應(yīng)快,其中磁材性能決定關(guān)節(jié)輸出力大小、運(yùn)行性能,因此需要高性能稀土磁材,單個(gè)人形機(jī)器人稀土永磁用量預(yù)計(jì)2—3kg。2025特斯拉三季度財(cái)報(bào)表示,2026年一季度Optimus V3有望發(fā)布,年底將建成百萬級(jí)別產(chǎn)線。遠(yuǎn)景看,人形機(jī)器人遠(yuǎn)景市場(chǎng)可能達(dá)到億臺(tái)以上,單個(gè)人形機(jī)器人所需磁材體量不亞于一輛新能源汽車,未來將極大打開稀土磁材需求天花板。
中信建投表示,由于新能源汽車、節(jié)能電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域的快速增長(zhǎng),預(yù)計(jì)2027年高性能釹鐵硼磁材需求量將達(dá)到21.2萬噸,年均復(fù)合增速13%。
湘財(cái)證券近日發(fā)布研報(bào),維持稀土磁材行業(yè)“增持”評(píng)級(jí)。該券商指出,一方面整體風(fēng)險(xiǎn)偏好走低及稀土出口政策緩和對(duì)板塊高估值仍存壓力,但隨著稀土出口管制暫緩后出口需求向好及供給端偏緊預(yù)期下價(jià)格及景氣度回升趨勢(shì)有望延續(xù),短期板塊行情調(diào)整后有望進(jìn)入震蕩態(tài)勢(shì)。一是繼續(xù)關(guān)注上游稀土資源企業(yè),一方面是供給收縮預(yù)期和戰(zhàn)略價(jià)值定位的強(qiáng)化,另一方面是中期需求旺季到來帶來的支撐,相關(guān)稀土資源企業(yè)有望受益盈利修復(fù)和估值溢價(jià)。二是隨著稀土價(jià)格回升趨勢(shì)延續(xù),下游磁材企業(yè)盈利有望持續(xù)修復(fù)。
責(zé)編:羅曉霞
排版:劉珺宇
校對(duì):王朝全