本期人物专访，Photochem 到访清华大学化学系，与期刊 Advisory Board Member 张洪杰院士进行对话。张院士向我们讲述了从事稀土研究的初心和历程，介绍了带领团队探索稀土功能材料基础研究和产业化的成果和经验。作为顾问编委，张院士为 Photochem 在中国的发展战略提出了建议，并对一些优秀的学者作为编委和青年编委进行了提名，寄望 Photochem 越办越好。

受访人简介

张洪杰 院士

清华大学化学系

张洪杰，无机化学家，中国科学院院士，发展中国家科学院院士，清华大学化学系教授。1978年毕业于北京大学化学系，同年分配到中国科学院长春应用化学研究所工作；1985年在本所获硕士学位；1993年在法国波尔多第一大学获固体化学、材料科学博士学位后回所工作；1994年被聘为研究员。曾担任国家“973项目首席科学家、国家基金委创新群体负责人、国家基金委重大项目负责人、现任中国稀土行业协会理事长、英国皇家化学会会士。

张洪杰长期致力于稀土功能材料的研究，以材料的结构与功能关系为研究重点，着重解决影响学科发展的关键科学和技术问题，发展了系列材料制备的新方法和技术。他将基础、高技术及应用研究有机结合，研制出的稀土新材料已成功应用于稀土交流 LED 照明、稀土环保着色剂、航天航空高超风洞测温、稀土镁合金汽车零部件、国防军工兵器等领域，满足了国家的战略需求。发表学术论文700余篇，被他人引用57,000余次，获授权发明专利98项。撰写专著1部，编著3部。以第一完成人获国家自然科学二等奖、中国科学院杰出科技成就集体奖、吉林省政府特殊贡献奖、吉林省科技进步一等奖、吉林省技术发明一等奖。获吉林省政府杰出创新创业人才奖，香港求是基金会杰出青年学者奖，卢嘉锡化学奖及澳大利亚金袋鼠世界创新奖等。

承教于恩师，投身稀土功能材料研究

稀土元素 (Rare-Earth Element, REE)，或称稀土金属，是元素周期表上第Ⅲ族之钪、钇和镧系元素共17种金属化学元素的总称。1794年，芬兰化学家加多林 (John Gadolin) 从一块形似沥青的重质矿石中分离出了一种未知的氧化物，他将其称为 yttria (即氧化钇)，这便是第一种稀土元素“钇土”。

稀土并非是“土”，因18世纪发现的稀土矿物较少，只能用化学法制得少量不溶于水的氧化物，历史上习惯地把这种氧化物称为“土”，故而得名。

实际上，稀土是一种广泛应用于尖端科技和军工领域的战略资源，因其不可再生性和稀缺性，被冠以“工业黄金”“工业维生素”“新材料之母”等诸多美誉。

作为世界上第一稀土矿产大国，中国是世界上唯一具有稀土全产业链的国家。中国稀土产业的诞生，可追溯至1949年白云鄂博矿的地质勘查与研究。20世纪60年代，中国正式建成稀土生产线，稀土迈出了从实验室走向产业化第一步。

蒙古自治区包头市白云鄂博矿区 (图源网络)

在推动中国稀土基础研究和产业化前进的道路上，无机化学家、稀土材料与化学专家、中国科学院院士苏锵是当之无愧的先驱者和奠基人。

新中国成立初期到60年代，苏锵院士在中国科学院长春应用化学研究所 (以下简称“长春应化所”) 从事稀土分离研究。1958年，苏锵在国内首次分离出除钪和放射性元素钷以外的15种纯稀土，提出工业用铈的湿法空气氧化法和利用钇的位置变化来分离钇的原理和萃取法，先后指导建成了提取钍、混合稀土以及钒的中间工厂。1970年以后，他组织和参加稀土激光、磁性和发光材料等稀土固体化学和变价稀土化学的基础研究，以及其研制、应用和推广工作。

中国稀土奠基人，苏锵院士 (图源中国科学家博物馆)

被问到为何坚定选择稀土作为终生研究方向时，张洪杰不暇思索：“我1982年考取了苏锵先生的研究生，跟随他做稀土研究，入苏先生门下那刻起，我的一生就注定了要献给稀土。”

稀土产业化，走在国家战略需求前沿

承继苏锵院士衣钵，张洪杰毕业后留在长春应化所，将苏先生的研究理念和思路进一步发扬光大。他在稀土功能材料和先进材料领域开拓创新，发展出系列材料制备的新方法和技术，做出多项开创性成果并成功实现产业化。

团队丰硕的发明与成果中，稀土补光灯和稀土着色剂是张洪杰最常提起，也是团队付出心血最多、产业化效果最好的两个研发项目。

LED 照明是世界公认最有发展前景的高效照明产业，然而，其核心技术在很长一段时间中，一直被欧、美、日、韩等国家垄断。张洪杰带领团队历时7年，攻克了“交流 LED 频闪”的世界难题，研发出具有自主知识产权、发光余辉寿命可控的新型稀土 LED 发光材料及交流 LED 器件。中国科学院鉴定专家组认为：“该成果实现了从基础研究到产业化的跨越，达到国际领先水平，使中国成为世界上唯一掌握通过稀土荧光粉生产低频闪交流 LED 产品的国家”。

张洪杰院士在实验室 (图源网络)

张洪杰院士在办公室 (受访者供图)

稀土环保着色剂的研发则更为困难，张洪杰团队从初步实验到实现产业化，总共历时16年。为替代含有重金属、危害人体健康的无机颜料，和耐热、耐光性较差、会造成环境污染的有机颜料，无毒环保的稀土着色剂，成为最被市场看好的解决方案。张洪杰团队在国际上首创稀土着色剂合成的新方法和技术，打破了传统制备方法中生产过程能耗高，设备损耗大、产量低、成本高，不能实现产业化的僵局，建成了世界首条稀土着色剂连续化、规模化隧道窑生产线，成功地实现了产业化。稀土环保着色剂的发明，入选2017年中国稀土十大科技新闻和中国科学院2017年度六项科技成果转移转化亮点工作之一。

在清华的新实验室平台，张洪杰计划开展稀土与生物领域交叉研究，聚焦稀土发光材料在重大疾病诊疗的应用探索，推动轻质高强稀土生物蛋白纤维材料的基础研究与应用，发展形态和结构可控的稀土基生物用粘合剂和皮肤修复材料，结合稀土元素与 DNA 发展新型协同信息编码和存储材料的研究。

学以致用，科研应解决国民经济中的实际问题

“学以致用”是张洪杰做科研的初心和执着。

从长春应化所到清华化学系，如何实现基础研究与实际应用间的有效结合，做“有用的科研、能用的科研”，是张洪杰长期以来坚持探索的命题。

张洪杰认为：“随着国家经济的发展，中国科研条件已经有了极大的改善和提高。不过，在做科研的思路上，我们还是要与欧美取经。科学研究终究是要‘用’的，走不出实验室，走不进生产线的研究，总归差了些火候。论文是为了总结研究经验自然而成的作品，不应当为写而写、为发而发。如何把论文中的假设真正落到实处，才是科学家应该去思考的问题。”

了解到 Photochem 有发展中国市场的需求，张洪杰建议道：“中国光化学做得好的课题组还是很多的，期刊要多挖掘人才，将学术带头人纳入到编委会中来，请编委们先把好的研究带过来。尤其还要把青年编委组织起来，请青年人负责组稿、邀稿、审稿的具体工作，给他们历练的机会。编委们群策群力，一起把期刊做好。”

点击链接至网页，进入 Photochem 期刊主页。https://www.mdpi.com/journal/photochem

最后，张洪杰为有志于投身科学研究工作青年人们送上寄语：

“中国的基础科学研究在过去的十几年里已经有了较大进展，但在技术层面，中国尚未攻坚突破的‘卡脖子’难题还有很多。想要走科研路的年轻人，第一是要敢想、敢做，有了新想法要勇敢地提出来，提出来之后要有继续探索下去的勇气、毅力和决心。我在苏先生门下时，先生便是如此地要求和培养我，如今我做了老师，会将师门的优良作风传承下去。”

“科学研究想要真正出成果，不是一代、两代的工夫，要靠几代人薪火相传。我能有今日的成就，离不开苏先生的言传身教，很多成果，实际上是在苏先生提出的思路、打下的基础上发扬而来。苏先生把一生献给稀土，在他离开应化所往中山大学任教的前夕，曾特意叮嘱我，要我留在北方，看守好北方的稀土研究，万不能丢了传承。我铭记于心，40余年来扎根于北方大地。而今斯人已逝，我更不敢有片刻忘怀，余生只有倍加努力，为中国稀土研究攻克更多难关。”

张洪杰院士与 MDPI 团队合影。

Photochem 期刊介绍

主编：Dirk M. Guldi, Universitaet Erlangen-Nuernberg, Germany

期刊主题领域包括但不限于：有机光化学、合成光化学、光催化作用、药用光化学、光电化学、聚合物光化学、超分子光化学等。

Time to First Decision：19.8 Days

Time to Publication：46.5 Days