SunSirs: Trung Quốc đạt được đột phá lớn trong nghiên cứu đất hiếm

Gần đây, một lớp phủ chuyển đổi năng lượng độc đáo đã được thiết kế cho các tinh thể nano đất hiếm bởi nhóm Phó Giáo sư Han Sanyang từ Viện sau đại học quốc tế Thâm Quyến của Đại học Thanh Hoa, hợp tác với Giáo sư Xu Hui và Giáo sư Han Chunmiao từ Đại học Hắc Long Giang và Giáo sư Liu Xiaogang từ Đại học Quốc gia Singapore. Thiết kế sáng tạo này có khả năng truyền năng lượng hiệu quả đến giao diện phân tử hữu cơ của tinh thể nano đất hiếm, cung cấp một bước đột phá mới để giải quyết các thách thức nghiên cứu và ứng dụng trong các thiết bị phát sáng điện kích thích.

Kết quả nghiên cứu trên được công bố trực tuyến dưới tựa đề "Capture of electrically generated exciton for tunable rare-earth upconversion" trên tạp chí học thuật quốc tế Nature.

Đột phá mới

Các hạt nano Lanthanide-upconversion có những ưu điểm bẩm sinh về màu phát xạ có thể điều chỉnh, các đường quang phổ phát xạ hẹp và độ ổn định phát xạ cao, và bằng cách điều chỉnh thành phần của các ion dopant bên trong các hạt nano, hệ thống vật liệu này có thể đạt được phát xạ đa màu trong một gam màu rộng, và do đó được coi là một "cổ phiếu tiềm năng" của vật liệu điện phát quang. Tuy nhiên, các đặc tính cách điện của vật liệu đất hiếm làm cho dòng điện khó được tiêm vào chúng và vận chuyển, do đó, các hạt nano đất hiếm cũng được gọi là "đá quý cách điện" trong vật liệu phát quang, và cổ chai "dòng điện" này cản trở việc nghiên cứu và ứng dụng vật liệu đất hiếm trong công nghệ quang điện tử hiện đại.

Theo nhiều báo cáo từ các phương tiện truyền thông như China News Service và People ' s Daily Client, để đáp ứng những thách thức trên, nhóm do Han San Yang lãnh đạo, hợp tác với Xu Hui, nhóm do Han Chun Miao lãnh đạo và nhóm do Liu Xiao Gang lãnh đạo, đã cùng nhau thực hiện nghiên cứu và đổi mới. Họ đã giải quyết thành công các vấn đề cốt lõi của việc tạo ra exciton, vận chuyển và tiêm trong phát quang kích thích điện bằng cách sơn khéo léo các hạt nano đất hiếm với một "quần áo bên ngoài chuyển đổi năng lượng" thông qua sửa đổi bề mặt, sử dụng một chiến lược lai hữu cơ-vô cơ để điều chỉnh chính xác cấu trúc mức năng lượng và sử dụng kỹ thuật phối tử để phân bổ năng lượng exciton hiệu quả cho các chất phát ion lanthanide phát quang.Điều này đạt được độ tinh khiết màu sắc cao và quang phổ có thể điều chỉnh hiệu quả phát quang kích thích điện.

"Tầm quan trọng của thành tựu này không chỉ nằm ở việc ' tăng cường ' vật liệu đất hiếm mà còn mở ra cánh cửa ứng dụng của chúng trong công nghệ quang điện tử hiện đại ", ông Han cho biết. Nhiều kết quả thử nghiệm cho thấy thành tựu này có tiềm năng trong các dải sóng khác nhau của phát xạ kích thích điện, đặc biệt là trong độ phân giải cao, màn hình màu rộng và công nghệ hồng ngoại gần, nơi phát xạ đa màu có thể đạt được mà không có thay đổi đáng kể đối với cấu trúc thiết bị, chỉ bằng cách điều chỉnh các ion đất hiếm.

Thành tựu này sẽ không chỉ thúc đẩy việc ứng dụng phát quang đất hiếm trong màn hình linh hoạt, thiết bị hồng ngoại gần và các lĩnh vực khác, mà còn có tiềm năng được áp dụng hơn nữa để giám sát sức khỏe con người, phát hiện không xâm lấn và phát triển công nghệ ánh sáng cây trồng.

Các tổ chức đang lạc quan về chuỗi ngành công nghiệp đất hiếm.

Trên thị trường thứ cấp, cổ phiếu đất hiếm gần đây đã điều chỉnh phù hợp với thị trường rộng lớn hơn. Tuy nhiên, các tổ chức nghiên cứu chứng khoán vẫn lạc quan về triển vọng trung hạn và dài hạn đối với lĩnh vực đất hiếm.

Trung Quốc là nhà sản xuất, tiêu thụ và nhà cung cấp tài nguyên đất hiếm lớn nhất thế giới, và có lợi thế của toàn bộ chuỗi công nghiệp đất hiếm. Trong số đó, theo dữ liệu của USGS, dự trữ tài nguyên đất hiếm của Trung Quốc chiếm khoảng 40% toàn cầu, và sự phân bố của đất hiếm nặng và nhẹ là phía nam nặng và ánh sáng phía bắc, và Trung Quốc có giá trị chiến lược phong phú hơn về tài nguyên đất hiếm vừa và nặng; Sản xuất mỏ đất hiếm của Trung Quốc chiếm khoảng 70% toàn cầu. Ngoài ra, lợi thế công suất xử lý và tách đất hiếm và vật liệu từ tính của Trung Quốc nổi bật hơn, và đây cũng là quốc gia duy nhất trên thế giới có bố cục toàn bộ chuỗi công nghiệp.

Báo cáo nghiên cứu gần đây được công bố bởi China Securities Building chỉ ra rằng đất hiếm có tính chất từ, quang học và điện tuyệt vời không thể thay thế được. Chúng đóng một vai trò rất lớn trong việc cải thiện hiệu suất sản phẩm, tăng sự đa dạng của sản phẩm và cải thiện hiệu quả sản xuất và được sử dụng rộng rãi trong luyện kim, quân sự, hóa dầu, gốm thủy tinh, nông nghiệp và vật liệu mới. Trước năm 2000, các ngành tiêu dùng chính là máy móc, luyện kim và hóa dầu; tuy nhiên, sau khi bước vào thế kỷ 21, công nghệ vật liệu đất hiếm đã tiến bộ nhanh chóng, và nam châm vĩnh cửu, đánh bóng, chiếu sáng, chất xúc tác và vật liệu lưu trữ hydro đã bắt đầu xuất hiện và phát triển nhanh chóng.

Nam châm vĩnh cửu đất hiếm là người tiêu dùng lớn nhất của đất hiếm và duy trì tăng trưởng tốc độ cao. Vật liệu nam châm vĩnh cửu đất hiếm Neodymium-sắt-boron là thế hệ thứ ba của vật liệu nam châm vĩnh cửu, hiện đang có hiệu suất từ tốt nhất và hiệu suất toàn diện nhất của vật liệu từ, và được biết đến như là vua của từ tính trong thời hiện đại. Nó có nhiều lợi thế, chẳng hạn như lực cưỡng chế cao, sản phẩm năng lượng từ tính cao, khối lượng nhỏ, khó xử lý thấp, vv Hiện tại, nó được sử dụng rộng rãi trong các phương tiện năng lượng mới, thiết bị gia dụng tiết kiệm năng lượng, điện tử tiêu dùng, ứng dụng công nghiệp, phát điện gió và các lĩnh vực khác.

Xe năng lượng mới là lĩnh vực rõ ràng nhất thúc đẩy nhu cầu về vật liệu neodymium-sắt-boron hiệu suất cao, với nhu cầu trong tương lai dự kiến chiếm khoảng 50%. Vật liệu từ vĩnh cửu Neodymium-sắt-boron là vật liệu sản xuất cốt lõi cho động cơ ổ đĩa từ vĩnh cửu trong các phương tiện năng lượng mới. Dự kiến sản xuất xe năng lượng mới toàn cầu sẽ tăng lên hơn 26 triệu đơn vị vào năm 2026, tương ứng với nhu cầu vật liệu từ vĩnh cửu neodymium-sắt-boron là 66.000 tấn. Nhu cầu đối với neodymium-sắt-boron trong lĩnh vực ô tô sẽ tiếp cận 80.000 tấn, làm cho nó trở thành nguồn nhu cầu lớn nhất cho vật liệu neodymium-sắt-boron hiệu suất cao và chiếm khoảng một phần ba tổng nhu cầu đối với vật liệu từ tính hiệu suất cao. Ngành xe năng lượng mới sẽ trở thành nhu cầu hạ lưu mạnh mẽ nhất đối với vật liệu từ vĩnh cửu neodymium-sắt-boron hiệu suất cao.

Robot hình người có khoảng 30 khớp, và động cơ là thành phần cốt lõi của khớp, có yêu cầu cao đối với động cơ, yêu cầu khối lượng nhỏ, mô-men xoắn lớn và phản ứng nhanh. Trong số đó, hiệu suất của vật liệu từ quyết định kích thước của lực đầu ra khớp và hiệu suất chạy, do đó, vật liệu từ đất hiếm hiệu suất cao là cần thiết, và lượng vật liệu từ vĩnh cửu đất hiếm được sử dụng trong một robot hình người duy nhất dự kiến là 2-3 kg. Báo cáo tài chính quý 3 năm 2025 của Tesla cho biết Optimus V3 dự kiến sẽ được phát hành trong quý 1 năm 2026, và dây chuyền sản xuất hàng triệu chiếc sẽ được xây dựng vào cuối năm. Nhìn dài hạn, thị trường robot hình người có thể đạt hàng trăm triệu đơn vị, và số lượng vật liệu từ tính cần thiết cho một robot hình người duy nhất không ít hơn một phương tiện năng lượng mới, điều này sẽ mở ra rất nhiều nhu cầu về vật liệu từ đất hiếm trong tương lai.

Đầu tư xây dựng chứng khoán Trung Quốc cho biết nhu cầu vật liệu từ neodymium-sắt-boron hiệu suất cao dự kiến sẽ đạt 212.000 tấn vào năm 2027, với CAGR 13%, do sự tăng trưởng nhanh chóng trong các lĩnh vực xe năng lượng mới, động cơ tiết kiệm năng lượng và phát điện gió.

Chứng khoán Xiangcai gần đây đã phát hành một báo cáo nghiên cứu, duy trì xếp hạng "thêm" cho ngành nam châm đất hiếm. Công ty chứng khoán chỉ ra rằng một mặt, ưu tiên rủi ro tổng thể đang giảm và việc nới lỏng các chính sách xuất khẩu đất hiếm vẫn gây áp lực lên việc định giá cao của ngành. Tuy nhiên, với việc đình chỉ kiểm soát xuất khẩu đất hiếm, nhu cầu xuất khẩu cải thiện và kỳ vọng về phía cung thắt chặt, xu hướng phục hồi giá cả và thịnh vượng dự kiến sẽ tiếp tục. Trong ngắn hạn, sau khi điều chỉnh hiệu suất của ngành, dự kiến sẽ bước vào trạng thái dao động.Đầu tiên, tiếp tục tập trung vào các công ty nguồn tài nguyên đất hiếm thượng nguồn. Một mặt, việc tăng cường kỳ vọng thu hẹp nguồn cung và định vị giá trị chiến lược, mặt khác, sự hỗ trợ mang lại bởi sự xuất hiện của đỉnh cầu trung hạn dự kiến sẽ có lợi cho việc sửa chữa lợi nhuận và phí định giá của các công ty tài nguyên đất hiếm có liên quan. Thứ hai, khi xu hướng phục hồi giá đất hiếm tiếp tục, lợi nhuận của các công ty vật liệu từ hạ lưu dự kiến sẽ tiếp tục phục hồi.

Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc hoặc nhu cầu mua hàng, xin vui lòng liên hệ với SunSirs với support@sunsirs.com.