随着科技的发展，稀土日益成为国际制造业中至关重要的原材料之一，不免有人疑问：“稀土有多大的作用？”事实上，一旦没有稀土，诸多科技都会止步不前。

现代工业中不可或缺的重要元素

稀土是元素周期表中镧系元素加上钪(Sc)和钇(Y)共17种元素的总称。按元素原子量及物理化学性质，分为轻、重稀土元素。由于作用大、用量少，稀土已成为改进产品结构、提高科技含量、促进行业技术进步的重要元素，被广泛应用到了冶金、军事、石油化工、玻璃陶瓷、农业和新材料等领域，是现代工业中不可或缺的重要元素。

稀土元素多达17种，看似复杂，但从应用上看其实很容易理解。17种元素中除放射性的钷外，它们各有用途，主要是利用它们的磁、光等特性。目前最大的用途主要在钕铁硼磁性材料、催化材料、抛光材料、发光材料、储氢材料这几个领域，其他领域也有很多用途，但添加量都很小，比如激光玻璃、激光晶体等，但这些不是产业主力。

稀土4f电子的运动规律是寻求探索新型稀土材料的理论基础，稀土特异的光、电、磁和催化性能不仅在稀土发光材料、稀士永磁材料、稀土储氢材料和稀土催化剂材料中发挥了极其重要的作用，而且广泛应用于稀土激光材料、稀土超导材料、稀土陶瓷材料、稀土磁致冷材料、稀土燃料电池等。

需要注意的是，稀有金属不属于稀土范围。稀有金属是指在地壳含量少的金属。稀土则主要是指上述17个元素。稀有金属的含量比稀土低得多，全球分布也不均匀，两者在稀缺度上不可同日而语。

对高新技术起决定性作用

目前中国是全球稀土储量最大、产量最大和出口量最大的国家。根据国新办2012年发布的《中国的稀土状况与政策》，中国拥有丰富的稀土资源，稀土储量约占世界总储量的23%。中国目前已形成完整的稀土工业体系，具有完整的采选、冶炼、分离技术以及装备制造、材料加工和应用工业体系。

在科技水平上，中国在稀土采选、冶炼、分离等领域开发了多项具有国际先进水平的技术，尤其是在采选工艺和先进的分离技术上领先全球。就产量和产值面言，稀土是个小产业，但它对高速发展的高新技术起着决定性的作用。

目前，稀土材料因无污染、高性能而被称之为“绿色材料”，在高科技领域应用广泛并发挥着重要的作用。其中，稀土储氢材料就是“绿色材料”的一大代表。

在能源短缺和环境污染日益严重的今天，稀土储氢材料作为一种高能量密度、清洁的绿色新能源，已日益受到人们的重视，应用领域已扩大到能源化工、电子、宇航、军事及民用各个方面。稀土储氢材料还可以被用作镍氢电池的阴极材料。镍氢电池与传统的镍镉电池相比，其能量密度提高2倍，而且无污染，因而被称为绿色能源，广泛应用于笔记本电脑、计算机、摄像机、收录机数码相机、通信器材等。

此外，稀土催化剂材料对环境治理也有功效，发展潜力巨大。稀土催化剂及助催化剂种类繁多，但目前形成产业化的只有石油裂化催化剂、汽车尾气净化催化剂及合成橡胶催化剂。我国对稀土汽车尾气净化催化剂的需求尚未形成规模，但随着国家对治理环境污染的重视及相关政策的规定，稀土汽车尾气催化剂材料必将得到广泛应用，并成为我国稀土应用的又一重要领域，从而带动稀土工业的发展。

稀土在新材料中有重要作用

稀土在众多新材料中起着十分重要的作用，与现代高科技的发展关系极为密切，在能源、环境、信息等诸多领域发挥着不可替代的作用。从某种角度讲，稀土材料的研究开发应用水平标志着一个国家高科技发展水平，同时也是综合国力的一种象征。

稀土材料可用于发光材料，稀土发光材料吸收能力强，转换率高，可发射从紫外到红外的光谱，在可见光区有很强的发射能力，而且物理化学性质稳定，广泛应用于显示显像、新光源、X射线增感屏、核物理和辐射场的探测和记录、医学放射学图像的各种摄影技术，并不断向其他领域扩展。目前，稀土发光材料主要使用纯度高于99.99%的氧化铕和氧化钇，还有部分氧化铽。稀土发光材料用量最大的是彩电显像管、计算机显示器、稀土三基色灯、PDP等离子显示屏。

第三代稀土永磁材料NdFeB的出现，对现代高新技术产业的发展有着巨大的影响。NdFeB永磁体是目前发现的磁性能最高的永磁材料，被称之为超级磁体和当代永磁之王。此类材料具有超乎寻常的功能，使电子信息设备在不断提高性能的同时，也实现了轻、薄、小型化。如今NdFeB永磁材料已被广泛应用于能源、交通、机械、医疗、计算机、家用电器等领域。稀土永磁材料还在各类电机核磁共振仪器、磁恳浮列车等领域有着精妙的应用，并被确定为电动汽车主发动机的首选材料。

除了以上应用以外，稀土还用于磁光记录材料、光通讯材料、介电材料以及超导材，都属于高科技领域的应用。这些材料有的还在研究开发中。随着科学技术的不断发展，越来越多的新型稀土材料将被研制开发并应用于各个领域，造福于人类，相信稀土行业的明天会更加辉煌。

文/重庆青年报记者李永聪据环球网科技、cnBeta等资料整理

中国科学家研制出“超级保温材料”

气凝胶有望颠覆羽绒

随着防寒服装对保暖性、轻便性以及功能化的要求越来越高，它对其基础材料——保暖纤维的要求也越来越高。近期，中科院苏州纳米所研制出“超级保温材料”，让我们有望告别棉衣。

保温能力是棉纤维的2.8倍

人们对对保暖纤维的要求越来越高，而天然纤维与传统化学纤维的应用潜能几乎已开发完毕，因此需要对传统的化学纤维进行结构上的创新以获得更加良好的保暖性能。20世纪50年代，科研人员开发出异形纤维，明显提高了化学纤维的保暖性能。20世纪70年代，科研人员开发出超细纤维，使化学纤维的保暖性能与天然材料平齐。而气凝胶纤维具有孔隙率极高、密度超低等显著特征，理论上是隔热保温效果最好的一种纤维，有望取代超细纤维、甚至颠覆羽绒，是下一代保暖纤维的最重要发展方向。

但气凝胶的高孔隙率特征也造成其制备面临着极大挑战。鉴于此，中科院苏州纳米所的气凝胶团队，利用美国杜邦公司凯夫拉纤维制成了气凝胶。他们将凯夫拉纤维制成纳米纤维分散液，再用湿法纺丝将分散液制成水凝胶纤维，最后采用特种干燥技术脱水，就可以相对简易地制备出这种凯夫拉气凝胶。该气凝胶纤维具有优异的力学性能，可以任意弯曲、打结、编织等。还具有优异的化学稳定性，可进行染色、疏水化、化学镀等多种改性且不损伤气凝胶主体骨架结。

此外，该气凝胶纤维同时具有优异的隔热性能，能在-196~300℃范围内发挥防寒隔热作用。在-60℃环境中，其保温能力是棉纤维的2.8倍。对比目前市场上两种最好的人造保温纤维材料，凯夫拉气凝胶纤维的保温性能明显更优。

气凝胶独特性能用途广泛

气凝胶是目前世界上已知的最轻、保温性能最好的固体材料，具有超轻质、极低热导率、高热稳定性、高吸附性、高吸能、隔音等特性，还具有膨胀作用、触变作用、离浆作用，这使其不仅具有良好的延展性，还拥有透气、防火、吸收油和水的优良性质。

气凝胶具有极好的低声速特性，是一种理想的声学延迟及高温隔音材料。气凝胶材料的声阻抗可变范围较大，是一种较理想的超声探测器的声阻藕合材料。而且气凝胶高孔隙率、超轻质的特点，也使其成为最佳的水声反声材料，如在潜艇外壳上使用气凝胶材料，可使潜艇具有良好的水声反声效果，又不增加潜艇的重量。

此外，气凝胶中一般80%以上是空气，因此它有非常好的隔热效果，一寸厚的气凝胶相当20—30块普通玻璃的隔热功能。即使把气凝胶放在玫瑰与火焰之间，玫瑰也会丝毫无损。气凝胶应用领域非常广泛，它可以用于高铁轻量化、环境治理、药物载体等方面，如果用在服装领域，那我们冬天只需要穿一件3毫米厚的气凝胶布料制作的衣服就可以了。

文/重庆青年报记者李永聪据环球网科技、中国科学院等资料整理