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气凝胶：能改变世界的多功能材料******

　　展览会上展出的具有纳米多孔结构的新型材料气凝胶服装

中新社 任海霞摄

　　【走近超材料①】

　　编者按超材料具有常规材料不具备的超常物理性质，是国际上重点关注的战略前沿领域。我国也高度重视超材料技术的发展，国家自然科学基金、新材料重大专项等都对超材料研究予以立项支持。近年来，越来越多的科研人员对超材料产生兴趣，使超材料的设计开发进入了一个崭新的天地。据此，本版推出“走近超材料”系列报道，展示超材料技术创新发展与产业化应用情况。

　　气凝胶具有高比表面积、高空隙率等特殊的微观结构特点，化学性能稳定、导热系数低、耐高温、使用温度范围广、寿命长。近年来，中国、美国、欧洲等国家和地区的研究人员通过改进气凝胶制备工艺，开发出生物质基气凝胶等多种新型气凝胶。

　　气凝胶是一种超材料，它非常轻，即使把一块气凝胶放在花蕊上也不会将其压弯。目前，各种各样的气凝胶被开发出来，它们或柔软或坚硬，或导电或绝缘，应用领域广泛。1月10日，中铁一局集团有限公司表示，河南省新乡蒸汽管网项目全面通过验收。蒸汽管网对防腐、保温要求极高，其管道选用了高温离心玻璃棉及纳米气凝胶复合保温材料。项目技术负责人汪惺说，纳米气凝胶隔热效果是传统隔热材料的2—5倍，可极大提高施工质量和施工效率，降低施工成本。

　　作为目前已知导热系数最低、密度最小的固体材料，气凝胶可谓是材料领域的“隔热王者”，并已在航天、石化等领域应用。比如“天问一号”探测器发动机与火星车表面、“长征五号”遥四运载火箭发动机高温燃气系统隔热、嫦娥四号探测器热电池防护等都应用了气凝胶。在我国提出“双碳”目标后，随着技术的不断创新，气凝胶的应用场景也在进一步扩大。

　　具有耐高温、高弹性、强吸附等特性

　　气凝胶是一种纳米级的多孔固态新型材料，所有孔的体积合起来占整个气凝胶体积的绝大多数，甚至可以达到99％以上，具有高比表面积、高空隙率、纳米级孔洞、低密度等特殊的微观结构特点，化学性能稳定、导热系数低、耐高温、高弹性、强吸附、防水效果好、使用温度范围广、寿命长。

　　“可以把气凝胶理解成多孔海绵的一个纳米版。”气凝胶领域技术专家王贝尔说，其孔径在20纳米至50纳米之间。而空气分子大小约为70纳米，大于气凝胶孔隙的直径，因此空气在气凝胶上流动效率极低，加上气凝胶本身比热容很高，热辐射传递能降到最低，因而具有很好的隔热性能。

　　气凝胶主要分为无机气凝胶、有机气凝胶和有机—无机杂化气凝胶三类。其中，无机气凝胶是以无机物为主体，包括单质气凝胶、氧化物气凝胶和硫化物气凝胶等。有机气凝胶则是以有机物为主体，主要包括酚醛气凝胶、纤维素气凝胶、聚酰亚胺气凝胶、壳聚糖气凝胶以及壳聚糖—纤维素气凝胶等。有机—无机杂化气凝胶可利用有机物和无机物各自优势，实现气凝胶特殊的功能化。

　　《科学》杂志2021年将气凝胶列为十大热门科学技术之一，并称其为“可以改变世界的多功能新材料”。王贝尔说，气凝胶是《科学》杂志评选出的十大新材料中，唯一一个已大规模落地于实际商业场景的材料。

　　气凝胶的制备工艺主要分为两步，即通过溶胶—凝胶过程制备凝胶，再利用一定的干燥方法将凝胶内的液态物质替换为气态，从而制得气凝胶。

　　有数据显示，在气凝胶行业的成本结构中，制造成本约占45%。苏州锦富技术股份有限公司董事长助理郑松说，降低气凝胶成本是行业正在努力的一个方向，目前主要路径之一是自动化产线的落地，而成本降低将会打开更多的应用场景。

　　生物质基气凝胶成研究热点

　　据中国石油管道科技研究中心评估，以350摄氏度蒸汽管道的保温应用为例，相比于传统保温材料，气凝胶的保温层厚度可减少2/3，节约能耗40%以上，每公里管道每年可减少二氧化碳排放125吨。

　　数据显示，2021年油气领域对气凝胶的需求占总需求量的56%，另有18%用于工业隔热、9%用于建筑建造、8%用于交通运输。国家新材料产业发展战略咨询委员会在《2022气凝胶行业研究报告》中指出，在新能源汽车蓄电池芯模组中采用气凝胶阻燃材料，可将电池包高温耐受能力提高至800摄氏度以上。随着新能源汽车产业等的发展，气凝胶在新能源汽车及储能行业应用场景广泛，需求量有望持续提升。

　　气凝胶发展迅速。国务院发展研究中心国际技术经济研究所分析员李维科说，近年来，中国、美国、欧洲等国家和地区的研究人员通过改进气凝胶制备工艺，开发出生物质基气凝胶、石墨烯气凝胶、聚合物气凝胶等多种新型气凝胶。值得一提的是，生物质原料来源广泛、成本低廉、碳源丰富，利用生物质原料制备环保型多孔碳纤维气凝胶是一种经济、可持续的生产方式，因此目前生物质基气凝胶也成为研究的热点。

　　比如中国科学技术大学俞书宏院士团队研发出超弹性纤维素气凝胶，该纤维素气凝胶从室温到零下196摄氏度，都表现出不随温度变化的超弹性、优异的抗疲劳性等，在恶劣环境中具有巨大的隔热潜力。且制备中所使用的材料均为生物质原料，有望解决能源密集型技术和石化材料造成的环境污染问题，是传统不可再生气凝胶的理想替代品。

　　中国林业科学研究院木材工业研究所卢芸研究员团队以木材为基质，将无机、有机气凝胶与木材骨架基体复合，首创了第三代木质纤维素气凝胶。通过对木材及生物质废弃物纤维素的调控，将纤维素比表面积提高了7个数量级，对油污吸附能力高达自身质量的75—300倍，体积用量缩减50%—75%，可降解、可再生。

　　气凝胶发展驶入“快车道”

　　气凝胶的发展得到国家政策的持续支持。2014年和2015年，国家发改委连续两年将气凝胶列入《国家重点节能低碳技术推广目录》，开始对气凝胶进行初步推广应用；2018年6月气凝胶被列入建材新兴产业；同年9月，第一个气凝胶方面的国家标准《纳米孔气凝胶复合绝热制品》发布；2020年，《气凝胶保温隔热涂料系统技术标准》启用；2021年，《中共中央、国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出，推动气凝胶等新型材料研发应用。

　　随着气凝胶应用技术不断成熟，气凝胶发展进入“快车道”。不过，李维科说，目前气凝胶研究仍存在一些问题，比如气凝胶在高温条件下热导率增长较快，与纤维等增强基体材料的黏结性较差；生产过程中会用到许多有机溶剂，容易造成环境污染；气凝胶难以回收利用，不利于可持续发展等。

　　此外，气凝胶生产成本高昂，产品价格昂贵。《2022气凝胶行业研究报告》指出，气凝胶的生产成本主要集中在原材料硅源、设备折旧及能耗方面。有效降低成本既依赖于制备工艺的突破，也需要通过低成本原材料的大规模产业化来实现。

　　气凝胶是罕见的可以同时满足防火、防水、隔热、隔音等多种需求的材料。李维科说，气凝胶的发展和应用仍然处于不断探索的过程，未来的研究方向主要集中在开发纤维素气凝胶、石墨烯气凝胶、钙钛矿结构气凝胶、非金属单质气凝胶等新型气凝胶上。（记者 李 禾）

人民日报仲音：三年抗疫，中国答卷经得起历史检验******

　　三年抗疫，中国答卷经得起历史检验

　　仲 音

　　今年春节期间，全国重点零售和餐饮企业销售额同比增长6.8%；全国出入境人员超287万人次，同比增长120.5%；全国消费相关行业销售收入同比增长12.2%，与2019年春节假期相比年均增长12.4%……今年春节是疫情防控进入新阶段后的第一个春节，1月30日，国务院联防联控机制召开新闻发布会，宣布全国整体疫情已进入低流行水平。一个个火热的数据，生动注解着统筹疫情防控和经济社会发展取得的显著成效，有力印证了我国优化疫情防控措施的正确性。

　　把人民生命安全和身体健康放在第一位，是中国制定疫情防控政策的首要考量，也是衡量疫情防控成效的重要标准。回顾三年抗疫，从突发疫情应急围堵，到常态化疫情防控探索、全方位综合防控；从武汉保卫战、湖北保卫战，到大上海保卫战……以习近平同志为核心的党中央始终坚持人民至上、生命至上，因时因势不断优化调整防控措施，先后印发十版防控方案和十版诊疗方案，随着条件的逐步具备相继出台二十条优化措施，推出新十条优化措施，将新冠病毒感染从“乙类甲管”调整为“乙类乙管”，牢牢掌握了抗疫的战略主动权。三年来，我们经受住了全球五波疫情流行冲击，有效处置了百余起聚集性疫情，成功避免了致病力较强的原始株、德尔塔变异株的广泛流行，有力守护了人民群众生命安全和身体健康。实践充分证明，党中央确定的疫情防控方针政策是正确的、科学的、有效的。

　　防疫关乎生命，发展关乎生计。如何统筹处理好二者关系，考验智慧与治理水平。三年来，在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下，我国如期打赢脱贫攻坚战、全面建成小康社会、实现“十四五”良好开局，走出了一条精准高效统筹疫情防控和经济社会发展的辩证之道。数据是最客观的说明：2020年，我国国内生产总值增长2.2%，是全球唯一实现正增长的主要经济体；2021年，我国国内生产总值增长8.4%，超过了国际货币基金组织的预期；2022年，我国经济总量突破121万亿元，按不变价格计算比上年增长3%，快于多数主要经济体。三年来，我国经济保持4.5%左右的年均增长，明显高于世界平均水平，在世界主要经济体中保持领先。近期，多个国际组织纷纷表示看好中国经济增长前景，认为中国有望成为拉动2023年世界经济增长的“火车头”。可以说，我国抗疫和发展的成绩完全经得起历史的检验。

　　新冠疫情是百年来全球发生的最严重的传染病大流行，是整个人类共同面临的严峻挑战。三年来，中国尽己所能助力各国抗击疫情，以实际行动推动构建人类命运共同体。这是风雨同舟的中国行动：向120多个国家和国际组织供应超过22亿剂新冠疫苗，向153个国家和15个国际组织提供数千亿件抗疫物资，向34个国家派出抗疫医疗专家组。在全球抗疫最吃劲的阶段，中国成为全球抗疫物资供应的大后方，为世界各国抗击疫情提供了坚实保障。这是共克时艰的中国贡献：进博会、服贸会、消博会、广交会等“四大展会”年年举办，中国货物进出口总额持续增加，出口国际市场份额连续14年居全球首位，21个自贸试验区覆盖东西南北中，海南自贸港扬帆起航。三年来，中国坚持“团结抗疫和复苏经济，两手都要抓，两手都要硬”，在同国际社会团结抗疫的同时，以自身开放合作为维护全球产业链供应链稳定畅通作出了重要贡献，为世界经济复苏注入强劲动力。

　　坚持就是胜利，团结就是胜利。经过艰苦卓绝的努力，我们战胜了前所未有的困难和挑战，最大程度守护了人民生命安全和身体健康，最大限度减少了疫情对经济社会发展的影响。穿越疫情的阴霾，今日中国正在释放出发展的巨大活力、前行的强大能量。三年同心抗疫，中国这份非凡的抗疫答卷，成绩殊为不易，世人有目共睹，历史必将铭记！

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）