稀土化学生物学与纳米生物材料
研究稀土在动物体内的分布和存在状态,稀土与体内配体及生物活性物质等的作用机理,探讨无机化合物在重要生命过程中的调控作用。稀土化合物在体温37℃,pH = 7的低离子强度下,可使B-DNA转化为Z-DNA,并与体内RNA聚合酶类似,这一转化过程具有可逆性。拟开展对Z-DNA的研究,故预期能获得一批具有荧光标记能力有能选择性与Z-DNA作用的纳米稀土化合物及其它化合物,进而研究其机理,识别过程并发展新型Z-DNA探针,研究体内癌症发展与Z-DNA的关系。 针对抗癌、抗艾滋病、抗病毒及神经退行性疾病等国家重大需求开展创新药物研究,从核酸和蛋白质两个路线出发开展工作。进一步在分子和化学键水平上研究它们在调控生理过程中的分子识别、信息传递。为筛选和研究以蛋白质、核酸为靶子的抗癌、抗艾滋病、抗病毒及治疗神经退行性疾病等药物提供基础科学数据。
稀土绿色分离化学与清洁过程
绿色分离工艺及优质原材料:
(1)进一步完善攀西氟碳铈矿提取和分离的清洁工艺,实现高效化、高值化和清洁化的生产平台技术;
(2)开发包头矿钍、稀土提取、分离的环境友好新工艺;
(3)开发第三代单一稀土分离绿色新流程;
(4)开发超高纯单一稀土的分离技术。
稀土分离生产的优质原料是稀土高新技术材料的源头,以高纯氟化铈优质原材料的工业制备和应用为突破口,针对各个领域的应用需求,形成氟碳铈矿清洁生产平台技术并建立相关生产和应用标准。
分离技术与钍反应堆特种核能材料:通过研究钍的高效分离制备技术,为战略资源-钍反应堆提供特种核能钍材料,为解决我国未来的能源紧缺提高可靠的原材料。
稀土先进功能材料
(1)基础理论研究:研究稀土化合物复杂晶体化学键理论,探明键长、键角、电负性等微观参数与宏观性能的联系和变化规律,研究材料的化学键参数,材料的尺寸变化与电子结构、化学键等微观参数之间的变化规律,为材料的设计合成提供科学依据和指导。
(2)稀土发光、光放大与光存储材料:新型高效红、绿、蓝稀土荧光粉、光放大材料和超高密度三维光存储的研制。
(3)旋轨耦合与稀土电性材料:研究稀土化合物的能带结构、态密度、化学键参数与材料结构、组分之间的定量关系;研究电荷、自旋和轨道自由度的耦合与关联效应以及它们对磁性、金属-绝缘体转变的影响;利用稀土元素的重费米子的特征,研究层状化合物畸变结构中原子的短程无序和替位缺陷对电声子相互作用的影响,研究热功转换材料中电声子的耦合与转换,开展低维材料的合成及性能表征等方面的研究工作,开发其在热功转换材料的应用。
高效、绿色催化技术与材料
(1)全稀土汽车尾气催化剂:研究具有非化学计量比复合氧化物中结构缺陷、掺杂离子的种类和价态等对其结构和性能关系的影响;以天然气(主要是甲烷)催化燃烧、汽车尾气污染物净化为目标反应,结合稀土催化材料的组成、结构与催化性能的关系研究,阐明稀土催化材料结构与性能之间的构效关系。结合汽车尾气净化器的研究,将新型稀土催化材料应用汽车尾气净化,提高其催化性能和耐烧结能力,研发出新型欧3汽车尾气净化器。
(2)高性能稀土橡胶催化剂:研究稀土化合物的结构、稀土催化剂的组成、稀土催化剂的配制方法对1,3-双烯烃(丁二烯、异戊二烯)聚合反应和聚合产物结构的影响,研究稀土橡胶的结构与性能的关系,混炼配方、硫化条件和工艺对性能的影响,形成稀土催化剂的规模化制备工艺,进行稀土橡胶工程化研究和产品性能的开发,为万吨级稀土橡胶的生产提供技术支撑。
中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室
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