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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）

“用团结的力量扫除疫情阴霾”（国际社会看中国优化疫情防控措施）******

　　新冠疫情发生以来，许多在华工作和生活的外国友人选择留在中国，与中国人民共克时艰。他们在接受本报记者采访时表示，中国高效统筹疫情防控和经济社会发展，始终坚持人民至上、生命至上，因时因势优化调整防控措施，大家生活在中国很安心。相信中国一定能够扫除疫情阴霾，取得抗击疫情的最终胜利。

　　“努力用最小的代价实现最大的防控效果”

　　全球化智库特邀高级研究员、意大利裔美国人马里奥·卡瓦洛已在中国工作多年，亲眼见证了中国近3年来的抗疫历程。他认为，中国始终坚持人民至上、生命至上，不断提升疫情防控的科学性、精准性、有效性，护佑人民群众健康安全，“中国是我的第二故乡，生活在这里，我感到非常安全”。

　　哈萨克斯坦眼科医生卡培拉别科夫·萨夫留别克·萨达维奇多年来一直在黑龙江大庆眼科医院工作，接诊近20万名中国眼疾患者。“这3年来，在中国所见所闻和所经历的一切，都给我留下不可磨灭的印象。无数的中国医务人员、基层工作者不畏艰险、勇毅坚守，他们认真负责的工作态度和忘我的工作状态令人感动。”卡培拉别科夫深刻感受到，中国人民团结一心、众志成城抗击疫情。“从武汉保卫战、湖北保卫战，到常态化疫情防控，再到迎战德尔塔、奥密克戎，中国积极主动应对挑战，根据病毒变异的特点趋势和临床治疗的实践经验，努力用最小的代价实现最大的防控效果。”

　　来自委内瑞拉的视频博主萨维德在深圳居住和工作，他的社交媒体账号中有不少关于中国抗疫的内容。近3年来，萨维德见证了中国抗疫的决心和行动。“面对突如其来的疫情，中国投入优秀的医生、先进的设备、急需的资源，全力以赴筑牢一道道疫情防控屏障。”萨维德还受邀走访了火眼实验室，了解科技如何助力疫情防控。他说：“中国科研人员的敬业精神和专业素养令人敬佩。中国的国家治理体系和治理能力现代化水平明显提高，为世界其他国家树立了榜样。”

　　来自孟加拉国的学者莫斯塔克·阿赫迈德·加力布现在是武汉理工大学马克思主义学院跨文化交流与“一带一路”研究中心的执行主任。他依然清晰记得疫情发生之初，大家守望相助的情景。当他所居住的小区物资短缺之时，社区、学校纷纷施以援手，让他度过了那段艰难的时光。“我感受到了中国人民团结的力量，正是这股力量让中国战胜了前所未有的困难和挑战。”

　　“中国的做法是科学、经得住考验的”

　　中山大学孙逸仙纪念医院马来西亚籍研究员蔡佩娥在广东疫情严峻时，和同事们一起奔赴一线担任志愿者。当前，疫情防控进入新阶段，蔡佩娥看到中国各地正进一步扩大医疗资源和医疗服务的供给，积极发挥社区医疗卫生机构、互联网医院作用，方便民众获得健康咨询、就医指导和预约诊疗等服务。她认为，中国坚持科学精准防控，主动优化调整防疫举措，最大限度保护了人民生命安全和身体健康。

　　加力布表示，人口规模巨大是中国的基本国情。疫情发生以来，中国防疫措施的每一次优化调整都充分考虑了环境变化和现实需求，为药物研发、医疗救治能力增强、全民广泛接种疫苗赢得了宝贵的窗口期。“事实证明，中国的做法是科学、经得住考验的。”

　　卡培拉别科夫表示，经过近3年的抗疫，中国医疗卫生和疾控体系经受住了考验，拥有更加有效的诊疗技术和药物，全人群疫苗完全接种率超过90%，民众的健康意识和素养明显提升，为进一步优化完善防控措施创造了条件。中国将新冠病毒感染调整为“乙类乙管”，有助于最大限度减少疫情对经济社会发展的影响。

　　“中国在应对疫情中的巨大公共卫生投入，挽救了成千上万人的生命。中国的经验值得各国学习。”在黑龙江大庆眼科医院工作的俄罗斯眼科医生热烈兹诺夫·伊戈尔·瓦列里耶维奇认为，始终尽全力护佑每一个生命，是中国抗击疫情的宗旨。面对世纪疫情，中国根据实际情况精准施策，让各项防控工作更科学、更精准、更有温度、更富成效。

　　“中国经济社会发展将进一步展现澎湃活力”

　　“今年中国经济前景更加值得期待。”萨维德说，中国在全球供应链中的地位举足轻重。中国持续优化疫情防控措施，各地生产生活秩序有序恢复，民众的消费热情回升，旅游业、航空业等行业出现很多积极变化。“不断优化调整防疫政策的中国，今年将为推动全球经济复苏持续贡献力量。”

　　蔡佩娥表示，中国调整防疫举措，不是“躺平”，而是更好统筹疫情防控和经济社会发展，“相信未来中国经济社会发展将进一步展现澎湃活力”。

　　喀麦隆青年门杜现在北京大学国际关系学院攻读博士研究生。他表示，中国科学研判，采取有针对性的防控措施，最大限度减少疫情对经济社会发展的影响。“在全球高通胀背景下，中国政府保证了重要民生商品供应充足和物价总体平稳。中国经济拥有强大韧性和巨大潜力，长期向好基本面没有变。”

　　加力布对中国经济社会未来发展充满信心。他表示：“中国提出的全球发展倡议将抗疫和疫苗列为八大重点合作领域之一，中国致力于团结各方携手抗疫、共克时艰，汇聚全球抗疫合力，展现出负责任大国担当。”

　　“中国优化疫情防控措施正当其时。”抗疫期间，面对西方国家一些媒体对中国疫情防控工作的不公正舆论，卡瓦洛多次发表文章，呼吁国际社会客观看待。他表示，当前，中国疫情防控进入新阶段，中国各地生产生活秩序正在逐步恢复，热闹的“烟火气”回来了。

　　热烈兹诺夫表示，面对疫情挑战，构建人类命运共同体的重要性和紧迫性更加凸显。团结合作是国际社会战胜疫情最有力武器。从防控疫情到恢复经济社会秩序，都离不开紧密有效的全球合作。“期待各方用团结的力量扫除疫情阴霾，一起迈向美好未来。”（刘 融 屈 佩 时元皓）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）