陸 穎 史繼強(qiáng) 劉 宇 陶 誠 張志強(qiáng)**， 陳云偉

（1．中國科學(xué)院成都文獻(xiàn)情報(bào)中心科學(xué)計(jì)量與科技評(píng)價(jià)研究中心，成都 610041；2．中國科學(xué)院發(fā)展規(guī)劃局，北京100864；3．中國科學(xué)院大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院圖書情報(bào)與檔案管理系，北京 100190）

稀土元素是元素周期表中15種鑭系元素和鈧（Sc）、釔（Y）兩種元素的總稱。稀土材料（也稱為稀土新材料）是將稀土元素融合進(jìn)其它材料中，提升其原有性能或者使其具有某種新功能的一類新型材料的統(tǒng)稱，是當(dāng)今很多高精尖產(chǎn)業(yè)必不可少的材料，素有“工業(yè)維生素”美稱，是極其重要的戰(zhàn)略資源，在高科技電子產(chǎn)品、航天航空、國防軍工等國家戰(zhàn)略領(lǐng)域都有極高價(jià)值，是國家科技競爭的重要戰(zhàn)略領(lǐng)域［1-3］。

近些年來，稀土材料已成為世界各大經(jīng)濟(jì)體爭奪的科技高地。2007年，日本文部科學(xué)省、經(jīng)產(chǎn)省提出“元素戰(zhàn)略計(jì)劃”、“稀有金屬替代材料計(jì)劃”等，在稀土資源儲(chǔ)備、技術(shù)進(jìn)步、資源獲取、替代材料尋求等方面持續(xù)采取措施；2008年，稀土材料被美國能源部列為“關(guān)鍵材料戰(zhàn)略”；2010年，歐盟宣布實(shí)施稀土戰(zhàn)略儲(chǔ)備計(jì)劃［4］；2016年，我國工信部發(fā)布《稀土行業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016—2020年）》，提出以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)為導(dǎo)向，加強(qiáng)稀土戰(zhàn)略資源保護(hù)，提升智能制造水平，擴(kuò)大稀土高端應(yīng)用，提高行業(yè)發(fā)展質(zhì)量和效益，充分發(fā)揮稀土戰(zhàn)略價(jià)值和支撐作用。我國稀土資源較為豐富，總體儲(chǔ)量占全球比重一半以上，某些種類在全球同類稀土總量中所占的比重甚至高達(dá) 80%［5-7］。但是，我國稀土材料生產(chǎn)、利用、回收等方面仍處于粗放發(fā)展階段，稀土材料研究仍然存在著不足與不平衡，集聚效應(yīng)不明顯，研究的影響力與前瞻性還不足。因此，迫切需要了解稀土材料研究領(lǐng)域我國領(lǐng)先團(tuán)隊(duì)與國際重要團(tuán)隊(duì)的發(fā)展現(xiàn)狀，以便更好地為我國稀土材料學(xué)科布局、團(tuán)隊(duì)建設(shè)等提供決策依據(jù)。

目前已有研究者嘗試?yán)梦墨I(xiàn)計(jì)量學(xué)來揭示國家、學(xué)科團(tuán)隊(duì)之間的競爭力，如張曉琴等［8］通過對(duì)期刊影響力和論文研究方向分布的分析，梳理我國漁業(yè)科技競爭力；戚佳妮等［9］以發(fā)文量、被引頻次為基礎(chǔ)，研究我國主要省域的植物保護(hù)學(xué)科競爭力情況以及學(xué)科布局。部分研究者也利用王冠指數(shù)、f指數(shù)等相關(guān)指數(shù)進(jìn)行對(duì)比研究［10，11］，如杜文龍等［12］利用 g指數(shù)對(duì)我國 6所應(yīng)用型航空類院校的基金申請、論文被引頻次進(jìn)行對(duì)比分析。同時(shí)，科研人員也將ESI數(shù)據(jù)引入學(xué)科領(lǐng)域競爭力分析中，如徐揚(yáng)等［13］以計(jì)量學(xué)理論為基礎(chǔ)研究了進(jìn)入ESI前1%的電力科學(xué)工程學(xué)科論文數(shù)量、論文被引次數(shù)、高被引論文數(shù)、高被引論文占有率及熱點(diǎn)論文情況，以分析國內(nèi)6所電力工程學(xué)科大學(xué)競爭力。然而，當(dāng)前研究者對(duì)學(xué)科領(lǐng)域團(tuán)隊(duì)的計(jì)量學(xué)競爭力研究仍然孤立地研究機(jī)構(gòu)的論文數(shù)量、被引頻次等，未融合學(xué)科領(lǐng)域政策環(huán)境、科研前沿等維度，決策建議的全面性仍不足。

基于此，本文選擇四個(gè)稀土材料高水平科研單元進(jìn)行比較研究，將文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)與政策分析、學(xué)科布局結(jié)合，多角度提出我國稀土材料研究領(lǐng)域的問題與建議。

1 數(shù)據(jù)與方法

本文選擇Web of Science數(shù)據(jù)庫中的SCIE數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)源。檢索時(shí)間限定為2000—2016年。數(shù)據(jù)采集時(shí)間為2017年7月，共計(jì)檢索到數(shù)據(jù)31912條。采取人工輔助計(jì)算機(jī)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗后，得到有效數(shù)據(jù)22971條。在此基礎(chǔ)上，檢索科研單元中全部科學(xué)家的論文，匯總成為各科研單元論文集合。

檢索策略：TS＝（（（Rare*Earth）or（Rare Earth）or（rare*earth material*）or（Rare*Earth Element*））AND（La or Ce or Pr or Nd or Pm or Sm or Eu or Gd or Tb or Dy or Ho or Er or Tm or Yb or Lu））AND PY＝（2000-2016）。

比較分析對(duì)象遴選方案：從發(fā)文量居前10位的機(jī)構(gòu)中，選擇組織模式相近，且研究成果突出的國際頂尖科研單元開展比較分析。所謂科研單元，是由幾個(gè)或多個(gè)課題組構(gòu)成的研究單元，通常是指在科研院所、高?；蜓邪l(fā)型企業(yè)等內(nèi)部建立的研究中心、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、系室等。本文選定的分析對(duì)象包括在中國處于領(lǐng)先地位的中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所稀土資源利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（以下簡稱“長春應(yīng)用化學(xué)研究所”）以及稀土材料軍事應(yīng)用方面較強(qiáng)的美國愛荷華州立大學(xué)埃姆斯實(shí)驗(yàn)室（以下簡稱“埃姆斯實(shí)驗(yàn)室”）、化學(xué)合成領(lǐng)域研究較深入的俄羅斯莫斯科國立羅蒙諾索夫大學(xué)化學(xué)系（以下簡稱“莫斯科大學(xué)化學(xué)系”）、德國明斯特大學(xué)無機(jī)化學(xué)與分析化學(xué)研究所（以下簡稱“明斯特大學(xué)化學(xué)所”）。

數(shù)據(jù)清洗和統(tǒng)計(jì)分析工具：DDA（Derwent Data Analyzer）軟件。

2 稀土材料整體研發(fā)趨勢

世界主要的科技發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中大國均重視爭奪稀土材料技術(shù)研發(fā)的制高點(diǎn)，聚焦稀土材料科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，稀土材料科技創(chuàng)新成為各國重點(diǎn)支持領(lǐng)域。自2008年來，美國、歐盟、日本陸續(xù)發(fā)布關(guān)鍵原材料戰(zhàn)略評(píng)估報(bào)告［14-16］，遴選本國或本地區(qū)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的關(guān)鍵原材料，稀土材料成為各國共同關(guān)注的關(guān)鍵原材料。

2006年，日本政府發(fā)布《國家能源資源戰(zhàn)略新規(guī)劃》，將稀有金屬儲(chǔ)備種類擴(kuò)展至10種，2010年發(fā)布的科學(xué)技術(shù)白皮書提到，要開發(fā)稀土高效回收系統(tǒng)、稀土替代材料，并通過設(shè)立環(huán)境廢物管理研究基金，優(yōu)先資助稀土回收提煉研究。2012年日本經(jīng)產(chǎn)省進(jìn)一步推動(dòng)”脫稀土”事業(yè)的發(fā)展，為稀土材料項(xiàng)目提供50億日元補(bǔ)貼計(jì)劃，重點(diǎn)鼓勵(lì)和支持降低鏑、釹磁材料的使用及提高稀土回收利用等各類技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目的實(shí)施。

2010年，美國能源部制定部署稀土供應(yīng)的戰(zhàn)略計(jì)劃，分三個(gè)層面：一是多樣化稀土的供應(yīng)鏈；二是致力于替代產(chǎn)品的開發(fā)，鼓勵(lì)美國的稀土消費(fèi)企業(yè)研發(fā)使用戰(zhàn)略性較低的資源；三是提高稀土資源的利用效率以及回收再利用水平以減少對(duì)進(jìn)口的過度依賴。

2010年，歐盟宣布實(shí)施稀土戰(zhàn)略儲(chǔ)備計(jì)劃。根據(jù)歐盟委員會(huì)2008年11月出臺(tái)的“原材料整合戰(zhàn)略”，歐盟將在全球市場上尋求建立更好、更不容易遭受破壞的原材料獲取渠道，加大歐洲內(nèi)部原材料勘探、開采力度，同時(shí)提高原材料利用效率、縮短循環(huán)利用周期，以減少以稀土材料為代表的原材料需求量。2013年，歐盟委員會(huì)聯(lián)合研究中心發(fā)布《歐盟能源行業(yè)低碳經(jīng)濟(jì)中的關(guān)鍵金屬》報(bào)告，對(duì)低碳能源技術(shù)制造中的原材料供應(yīng)問題開展調(diào)查，發(fā)現(xiàn)有八種稀有金屬處于短缺高風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。2014年，歐盟宣布成立原材料創(chuàng)新與技術(shù)研究院（原材料-EIT），旨在整合全歐洲稀土材料等領(lǐng)域的研發(fā)創(chuàng)新資源，提高創(chuàng)新能力，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長和提高全球競爭力。

我國在2016年發(fā)布了《稀土行業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016—2020年）》［17］，基于我國稀土行業(yè)現(xiàn)狀、所面臨形勢和對(duì)未來發(fā)展趨勢的判斷，明確了將構(gòu)建合理開發(fā)、有序生產(chǎn)、高效利用、科技創(chuàng)新、協(xié)同發(fā)展的稀土行業(yè)新格局，重點(diǎn)發(fā)展稀土高端功能材料及器件，著力拓展稀土功能材料的中高端應(yīng)用，加快稀土產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，提高行業(yè)發(fā)展質(zhì)量和效益，發(fā)揮好稀土材料在改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)及國防科技工業(yè)中的戰(zhàn)略價(jià)值和支撐作用。

圖1 稀土材料領(lǐng)域SCI發(fā)文趨勢（2000—2016）Fig．1 Number trend of SCI papers in rare earth materials research（2000-2016）

圖2 NSF在稀土材料領(lǐng)域的經(jīng)費(fèi)資助情況（2000—2018）Fig．2 NSF Funding in the field of rare earth materials（2000-2018）

2．1 全球SCI論文產(chǎn)出增長呈平穩(wěn)發(fā)展態(tài)勢

2000年以來，全球每年稀土材料領(lǐng)域論文呈平穩(wěn)發(fā)展趨勢，年均增長率5%左右，2008年后年發(fā)文量基本穩(wěn)定在1400～1600篇之間（圖1）。造成這一結(jié)果的部分原因是，2008年全球金融危機(jī)爆發(fā)后，隨著全球經(jīng)濟(jì)環(huán)境趨弱，稀土產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到影響，稀土產(chǎn)業(yè)與資源交易處于下降趨勢，以美國科學(xué)基金會(huì)（NFS）等為代表的基金資助出現(xiàn)了增長緩慢趨勢（圖2），項(xiàng)目資助數(shù)量和資金額都處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。

2．2 稀土領(lǐng)域各國SCI論文產(chǎn)出比較分析

2000—2006年，稀土材料領(lǐng)域的 SCI論文主要來自中國、美國、德國、日本、法國等國家，其中我國的數(shù)量優(yōu)勢明顯（4769篇，占比28%），位居全球第一位，是美國（位居第二）發(fā)文量的近2倍（圖 3）。

圖3 稀土材料領(lǐng)域 SCI論文國家／地區(qū)分布（2000—2016）Fig．3 SCI paper country／region distribution in the field of rare earth materials（2000-2016）

對(duì)中美兩國論文的研究主題詞進(jìn)行分析（表1）可以發(fā)現(xiàn)，晶體結(jié)構(gòu)、冷發(fā)光、磁特性、光學(xué)特性、光激發(fā)光等是兩國共同關(guān)注的高頻主題詞；不同之處在于，美國對(duì)于中子衍射、電子結(jié)構(gòu)、光譜學(xué)、超導(dǎo)等主題的研究投入了更多的關(guān)注，而中國對(duì)于納米粒子、顯微結(jié)構(gòu)、熒光性、機(jī)械性能等主題的關(guān)注度更高。由此可見，兩國研究既有相互交叉的領(lǐng)域，又有各自的關(guān)注重點(diǎn)。

2．3 稀土領(lǐng)域SCI論文機(jī)構(gòu)產(chǎn)出比較分析

在2000—2016年稀土材料領(lǐng)域 SCI發(fā)文最多的前15個(gè)機(jī)構(gòu)中，中國科學(xué)院、法國國家科學(xué)研究中心、俄羅斯科學(xué)院、美國能源部排名前四，其中中國科學(xué)院雖然是唯一一家中國機(jī)構(gòu)，卻以2018篇的總發(fā)文量處于顯著的領(lǐng)先地位（圖4）。而在SCI發(fā)文數(shù)量最多的25個(gè)研究單元中，來自中國的研究單元占據(jù)11席，其中長春應(yīng)用化學(xué)研究所以334篇論文位居全球第二（表2）。

表1 中美兩國稀土材料領(lǐng)域SCI論文研究主題分布（2000—2016）Tab．1 The distribution of research topics in SCI papers in the field of rare earth materials in China and USA（2000-2016）

3 我國科研單元與國際領(lǐng)先科研單元比較分析

本節(jié)選取2000—2016年SCI發(fā)文量最多的四個(gè)科研單元，長春應(yīng)用化學(xué)研究所與埃姆斯實(shí)驗(yàn)室、莫斯科大學(xué)化學(xué)系、明斯特大學(xué)化學(xué)所，主要從高被引論文、論文影響力，科研合作關(guān)系、研究方向等方面揭示各單元的競爭優(yōu)勢。

3．1 各科研單元科研影響力分析

四個(gè)科研單元2000年以來SCI論文被引頻次的分布數(shù)據(jù)顯示，在各被引頻次區(qū)間，長春應(yīng)用化學(xué)研究所都具有比較明顯的優(yōu)勢，在絕大部分區(qū)間甚至超過其它3個(gè)科研單元的3倍以上（圖5）；SCI論文篇均被引頻次和 H指數(shù)都遠(yuǎn)高于其它3個(gè)科研單元（表3）。同時(shí)，在四個(gè)科研單元中，2000年以后只有長春應(yīng)用化學(xué)研究所（4篇）和埃姆斯實(shí)驗(yàn)室（1篇）兩家機(jī)構(gòu)擁有高被引論文。這說明長春應(yīng)用化學(xué)研究所在稀土材料研究領(lǐng)域的論文質(zhì)量在世界范圍內(nèi)處于較高水平，具有較高學(xué)術(shù)影響力，在行業(yè)內(nèi)的優(yōu)勢比較突出，優(yōu)于其它3個(gè)科研單元。

圖4 稀土材料領(lǐng)域SCI發(fā)文量TOP15機(jī)構(gòu)（2000—2016）Fig．4 TOP 15 Institute SCI paper in the field of rare earth materials（2000-2016）

表2 稀土新材料領(lǐng)域（2000—2016年）基于SCI發(fā)文量的重要研究團(tuán)隊(duì)（前25位）Tab．2 Important research group in the field of rare earth materials based on SCI paper（Top 25）（2000-2016）

圖5 四個(gè)對(duì)比科研單元SCI論文被引頻次分布（2000—2016）Fig．5 SCI papers cited frequency distribution of four comparative scientific research units（2000-2016）

表3 四個(gè)對(duì)比科研單元篇均被引次數(shù)與H指數(shù)對(duì)比 （2000—2016）Tab．3 Comparison of the times cited and the H index in the four comparative scientific research units（2000-2016）

王冠指數(shù)（式1）是由萊頓大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究中心（CWTS）提出，用于測算機(jī)構(gòu)在某一學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)相對(duì)于世界平均科研水平的相對(duì)影響力指標(biāo)，是定量判定研究機(jī)構(gòu)全球影響力的主要指標(biāo)。

通過對(duì)四個(gè)科研單元王冠指數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，長春應(yīng)用化學(xué)研究所王冠指數(shù)最高（1．77），和莫斯科大學(xué)化學(xué)系（1．33）、埃姆斯實(shí)驗(yàn)室（1．11）、明斯特大學(xué)化學(xué)所（0．92）相比，具有較大優(yōu)勢（圖6）。這說明其論文的整體實(shí)力高于世界平均水平，也高于其它三個(gè)對(duì)比科研單元。

3．2 各科研單元合作網(wǎng)絡(luò)分析

分析四個(gè)科研單元的合作網(wǎng)絡(luò)（圖6）可知，在2000—2016年間，莫斯科大學(xué)化學(xué)系的對(duì)外合作最多（240家合作機(jī)構(gòu)），其后依次是埃姆斯實(shí)驗(yàn)室（118）、長春應(yīng)用化學(xué)研究所（105）和明斯特大學(xué)化學(xué)所（91）（表4）。其中莫斯科大學(xué)化學(xué)系的國外合作最多，主要來自法國、印度、波蘭等國。其他三家科研單元的國外合作論文數(shù)量相對(duì)少一些，長春應(yīng)用化學(xué)研究所主要合作對(duì)象是吉林大學(xué)、長春大學(xué)、浙江大學(xué)以及中國科學(xué)院其它研究所等國內(nèi)機(jī)構(gòu)；明斯特大學(xué)化學(xué)所、埃姆斯實(shí)驗(yàn)室對(duì)外合作也較少，特別是埃姆斯實(shí)驗(yàn)室，這可能是因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)室是由美國能源部（DOE）下屬（委托愛荷華州立大學(xué)管理）的國家科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，具有較強(qiáng)的保密性質(zhì)。

3．3 各科研單元基金來源分布趨同

一方面，四個(gè)科研單元的基金資助都主要來自于其本國，由于稀土研究本身的封閉性和涉密性導(dǎo)致了對(duì)外合作的受限，甚至盟國之間的相互資助也較少。

另一方面，四個(gè)科研單元受基金資助的文章數(shù)量差異較大，長春應(yīng)用化學(xué)研究所的最多（309），其次是莫斯科大學(xué)化學(xué)系（142）、明斯特大學(xué)化學(xué)所（133），埃姆斯實(shí)驗(yàn)室（38）最少，主要原因可能是由于埃姆斯實(shí)驗(yàn)室的資助主要來自政府或軍方，相關(guān)研究成果受到保密限制。但資助10篇以上的資助機(jī)構(gòu)數(shù)量相差不大，莫斯科大學(xué)化學(xué)系資助機(jī)構(gòu)4個(gè)，長春應(yīng)用化學(xué)所和明斯特大學(xué)化學(xué)所的資助機(jī)構(gòu)3個(gè)，埃姆斯實(shí)驗(yàn)室2個(gè)。

圖6 四個(gè)科研單元的合作關(guān)系網(wǎng)絡(luò)Fig．6 Partnership network of four comparative scientific research units

表4 四個(gè)科研單元的主要合作國家分布（前5）Tab．4 Cooperative country of four comparative scientific research units（Top 5）

3．4 各科研單元研究重點(diǎn)各不相同

對(duì)四個(gè)科研單元的關(guān)鍵詞、主題詞等進(jìn)行梳理，通過技術(shù)分類與篩選，發(fā)現(xiàn)四個(gè)科研單元各自有不同的側(cè)重點(diǎn)（表6）。需要注意的是，和其它三個(gè)科研單元相比，長春應(yīng)用化學(xué)研究所在磁性研究方面的論文產(chǎn)出相對(duì)較少。

表5 四個(gè)對(duì)比科研單元的主要資助機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)（資助10篇以上）Tab．5 Major funding funds for four comparative research units（more than 10 papers each）

表6 四個(gè)對(duì)比科研單元主要研究領(lǐng)域統(tǒng)計(jì)Tab．6 The main research areas of the four comparative research units

4 稀土材料近期的亮點(diǎn)工作與進(jìn)展

4．1 稀土材料在通信領(lǐng)域的研究逐漸深入

2015年，澳大利亞國立大學(xué)的研究人員利用稀土元素銪在量子存儲(chǔ)研究方面取得重大突破，實(shí)現(xiàn)了長達(dá)6個(gè)小時(shí)的量子存儲(chǔ)時(shí)間，比以往水平延長了100倍，預(yù)示著固態(tài)量子硬盤和全球范圍的量子通信可能成為現(xiàn)實(shí)［18］。相關(guān)成果發(fā)表于Nature雜志上。

2016年，索爾福德大學(xué)和薩里大學(xué)的研究人員將稀土注入硅來制作高性能的LED光探測器，用于產(chǎn)生和檢測使用硅通訊波長的光［19］。該研究中，光可以通過電子在硅和稀土之間的“跳躍”直接產(chǎn)生，極大地簡化了數(shù)據(jù)傳輸方式。

2017年，中科院寧波材料研究所通過引入低熔點(diǎn)Nd-Fe合金粉末，制備出高性能高豐度稀土基永磁體［20］，將極大促進(jìn)稀土材料在電子通信、交通運(yùn)輸、軍事裝備等領(lǐng)域的應(yīng)用。

2018年，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士在量子存儲(chǔ)領(lǐng)域取得新進(jìn)展，研制出多自由度并行復(fù)用的固態(tài)量子存儲(chǔ)器，在國際上首次實(shí)現(xiàn)跨越三個(gè)自由度的復(fù)用量子存儲(chǔ)，并展示了時(shí)間和頻率自由度的任意光子脈沖操作功能。

4．2 稀土材料促進(jìn)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域獲得長足進(jìn)步

2015年，中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所圍繞現(xiàn)場快速檢測系統(tǒng)核心技術(shù)，在國際上首次創(chuàng)建了基于稀土納米上轉(zhuǎn)發(fā)光的免疫層析技術(shù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了納米材料、生物檢測、生物傳感三個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域的融合［21］，并憑此獲得了2015年度國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。同年，中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所開發(fā)出一種具有中空核殼結(jié)構(gòu)的多功能稀土納米熒光生物探針，能特異性識(shí)別癌細(xì)胞，有望成為一種集多模成像和腫瘤靶向治療于一體的新型多功能納米診療材料［22］。

2016年，新加坡南洋理工大學(xué)、新加坡科技研究局以及廈門大學(xué)的研究人員聯(lián)合創(chuàng)建了一種光聲／熒光多模態(tài)導(dǎo)向的診療策略以響應(yīng)復(fù)雜的腫瘤組織微環(huán)境，并成功地將功能化稀土上轉(zhuǎn)換納米粒子特異性地富集在活體動(dòng)物的腫瘤部位以達(dá)到精準(zhǔn)的靶向診療［23］。該研究成果發(fā)表在Nature Communications雜志上。同年，中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所的科研人員采取將三價(jià)銪離子Eu3＋分別摻雜到內(nèi)外殼層的設(shè)計(jì)策略，發(fā)展了一種基于Eu3＋雙模（上轉(zhuǎn)換／下轉(zhuǎn)移）發(fā)光的核-殼-殼結(jié)構(gòu)納米熒光探針，并成功地將其應(yīng)用于AFP的上轉(zhuǎn)換和溶解增強(qiáng)下轉(zhuǎn)移發(fā)光雙模體外檢測，對(duì)原發(fā)性肝癌的診療具有重要意義［24］。該研究成果發(fā)表在英國皇家化學(xué)會(huì)Chemical Science雜志上。

2017年，東京大學(xué)的科研人員研發(fā)了一種基于OTN近紅外稀土摻雜的新型納米熒光粉材料［25］，該材料與溫度具有良好線性相關(guān)性，因而有望應(yīng)用于深層組織的測溫。該研究成果發(fā)表在Journal of Materials Chemistry雜志上。同年，新加坡科技與設(shè)計(jì)大學(xué)、新加坡國立大學(xué)、臺(tái)灣國立衛(wèi)生研究所、常州大學(xué)的科研人員聯(lián)合研發(fā)了一種利用二氧化硅包覆的稀土摻雜納米粒子來強(qiáng)化近紅外光聲成像的技術(shù)［26］。此技術(shù)可以提高深層組織成像的分辨率與信噪比。同年，湖北大學(xué)、華中科技大學(xué)、中科院深圳先進(jìn)研究院的科研人員共同發(fā)現(xiàn)了CuS稀土聚合物在核磁共振成像引導(dǎo)的化學(xué)-光熱療法中的重要作用，展現(xiàn)了稀土材料在綜合醫(yī)療手段中的發(fā)展?jié)摿Γ?7］。

2018年，中科院信息功能材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與德國于利希研究中心合作，將極低場磁共振成像（ULF-MRI）圖像中±500Hz帶寬內(nèi)的工頻噪聲干擾抑制85%以上，解決了無屏蔽或簡易屏蔽ULF-MRI成像的固有工頻噪聲干擾問題，向?qū)崿F(xiàn)低成本可移動(dòng)式MRI系統(tǒng)邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。

5 啟示與建議

5．1 保持優(yōu)勢領(lǐng)域研究動(dòng)力，不斷優(yōu)化研究布局

通過分析稀土材料領(lǐng)域4個(gè)科研單元的高水平論文與被引頻次發(fā)現(xiàn)，長春應(yīng)用化學(xué)研究所在稀土研究領(lǐng)域具有比較強(qiáng)的學(xué)科優(yōu)勢，尤其是在能源材料、合金材料等方面，但與國際對(duì)標(biāo)科研單元相比，長春應(yīng)用化學(xué)研究所在磁性能研究方面比較弱，而德國明斯特大學(xué)、埃姆斯實(shí)驗(yàn)室等在該領(lǐng)域有較多的研究成果。這一方面說明磁性能研究方向是稀土材料研究的重要方向。

建議我國稀土材料研究機(jī)構(gòu)在保持自身研究領(lǐng)域優(yōu)勢的同時(shí)，進(jìn)一步優(yōu)化學(xué)科布局，通過補(bǔ)短板，優(yōu)化學(xué)科方向來進(jìn)一步夯實(shí)優(yōu)勢，形成更為合理的研究布局，促進(jìn)國家在相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。

5．2 面向國家戰(zhàn)略需求，加強(qiáng)稀土材料領(lǐng)域基礎(chǔ)研究工作

我國稀土材料研究論文產(chǎn)出位居世界前列，但基礎(chǔ)研究影響力不足，原創(chuàng)成果少，在 Nature、Science等國際一流期刊上發(fā)表論文的數(shù)量與西方國家相比存在較大差距，2000年以來只有2篇，而美國達(dá)到14篇。

建議加強(qiáng)稀土高頻、磁傳感、激光晶體、閃爍晶體等新一代稀土復(fù)合材料基礎(chǔ)研究，以促進(jìn)電子、航空、國防等戰(zhàn)略領(lǐng)域發(fā)展。同時(shí)，集中稀土材料科研資源（資金、人才、政策等），建立新型稀土材料研究中心（比如中國科學(xué)院卓越中心），聯(lián)合國內(nèi)優(yōu)勢單位，加強(qiáng)合作，設(shè)置大計(jì)劃、大項(xiàng)目來進(jìn)行支持，創(chuàng)新協(xié)同機(jī)制建設(shè)。

5．3 在保證國家安全的前提下，有針對(duì)性地開展國際合作交流

我國稀土材料領(lǐng)域?qū)W術(shù)研究的國際合作相對(duì)較弱，國內(nèi)合作研究也較少，且大多集中在本地相關(guān)科研機(jī)構(gòu)之間，比如長春應(yīng)用化學(xué)研究所。這樣使得本來就比較封閉的合作網(wǎng)絡(luò)更加封閉，不利于國內(nèi)稀土材料領(lǐng)域的研究合作。

建議梳理各單位的稀土材料研究優(yōu)勢，整合資源，促進(jìn)研究機(jī)構(gòu)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合和協(xié)同創(chuàng)新、交叉研究，共同攻關(guān)重大科學(xué)問題與技術(shù)問題，彌補(bǔ)我國在稀土研究領(lǐng)域的短板。

5．4 加強(qiáng)稀土材料研究成果轉(zhuǎn)化與技術(shù)應(yīng)用

我國在稀土材料研究領(lǐng)域已擁有較多成果，多年來論文產(chǎn)出一直處于世界前列，但是也應(yīng)該看到，我國稀土材料研究成果主要集中在國立科研機(jī)構(gòu)中，科技成果轉(zhuǎn)化效率較低，在稀土產(chǎn)業(yè)發(fā)展與轉(zhuǎn)型方面仍然存在不足，主要有應(yīng)用技術(shù)較少、成果轉(zhuǎn)化數(shù)量不多、民用技術(shù)推廣不足等。

建議進(jìn)一步完善稀土材料研究成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化機(jī)制，結(jié)合稀土材料研究與應(yīng)用，特別是國防軍事應(yīng)用的特點(diǎn)，組建軍民融合的科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化平臺(tái)。

5．5 加大培養(yǎng)稀土材料研究領(lǐng)域世界級(jí)研究團(tuán)隊(duì)

當(dāng)前我國還缺乏稀土材料領(lǐng)域世界級(jí)的重大原創(chuàng)性研究成果和頂尖科學(xué)家研究團(tuán)隊(duì)。在稀土領(lǐng)域SCI論文中，2000—2016年發(fā)文量前10的作者中，中國只有1名（同濟(jì)大學(xué)閆冰教授，83篇），發(fā)文最多的是明斯特大學(xué)化學(xué)所的Poettgen（147篇），其次是波蘭雅蓋隆大學(xué)的 Szytula（127篇）和Penc（83篇）。就 SCI論文發(fā)表而言，我國具有代表性的科研人員仍然較少。

建議加大力度培養(yǎng)稀土材料研究領(lǐng)域世界級(jí)人才與團(tuán)隊(duì)，特別是在稀土材料研究國際合作不多的情況下，要加強(qiáng)本土人才及團(tuán)隊(duì)的培養(yǎng)，設(shè)立專門的人才項(xiàng)目、資助措施、管理機(jī)制等，選準(zhǔn)隊(duì)伍、穩(wěn)定支持、減少考核，促進(jìn)我國稀土材料領(lǐng)域世界一流人才和團(tuán)隊(duì)的培養(yǎng)。

5．6 加強(qiáng)力量攻關(guān)核心技術(shù)，培養(yǎng)戰(zhàn)略優(yōu)勢

我國最為突出的優(yōu)勢是稀土儲(chǔ)量大，且稀土品種齊全、分布合理。但是由于技術(shù)掌握不足、資源利用效率低下，使其價(jià)值沒有得到應(yīng)有的體現(xiàn)，優(yōu)勢沒有完全展現(xiàn)。

建議集中力量攻關(guān)稀土生產(chǎn)技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)稀土資源的綜合利用、再生回收等技術(shù)的研究，提高稀土資源利用效率，降低能源和原材料消耗，加大高精尖技術(shù)研發(fā)，以支撐芯片、航天等戰(zhàn)略領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展，形成“大國重器”?？偠灾?，有必要將稀土材料先進(jìn)技術(shù)培育成為我國未來的一個(gè)“長板”領(lǐng)域，成為國家的核心關(guān)鍵技術(shù)。

致謝：本文寫作過程中得到了中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所王鑫巖研究員的指導(dǎo)、審閱和修改，特致謝忱。