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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）

港澳政协委员抵沪履职 聚焦经济“复苏”共同发展******

　　中新网上海1月10日电(记者 范宇斌)“新的一年新的开始，我第一站就是到内地，到上海参会履职。”上海市政协委员、新龙基投资集团总裁李可庄10日接受中新网记者采访时说，再次从香港回到上海，让他感到有点兴奋。

　　1月10日，中国人民政治协商会议上海市第十四届委员会第一次会议在上海开幕。香港、澳门与内地8日恢复首阶段免检疫“通关”后，不少在港澳地区工作生活的上海市政协委员在获悉政策调整后，第一时间抵沪赴会。

　　“今年终于有机会来到上海，与其他政协委员面对面进行履职交流。”上海市政协常委、上海市工商联副主席、澳门联生发展有限公司执行董事马志远告诉中新网记者，新冠肺炎疫情以来，他只能“云履职”。“今年我重点关注‘通关’以后，如何促进沪澳交流，尤其是推进两地金融、科技、旅游、文化等领域的交流合作。”

　　“中国疫情防控进入新阶段，我将和在澳门的政协委员一起发挥联通国际的优势以及各自专业所长，助力沪澳经济社会发展。”马志远表示，今年他将留出更多时间和精力，尽己所能，搭建澳门与内地的交流渠道。

　　来自香港的李可庄从事金融投资业务，在他2023年的行程计划表上，上海是至关重要的一站。他表示，“三年后再次抵达上海，能够实实在在感受到上海从疫情中恢复的蓬勃朝气，以及上海人的冲劲、拼劲、干劲都没变，大家的精神面貌和心态都很好，这让我对上海发展更有信心了。”

　　李可庄说，今年他更关注上海未来经济发展的突破点、增长点以及新兴产业发展。“借助这次参会履职的机会，我将开展更多的实地探访、考察调研，了解经济发展和民生领域问题，助力上海经济社会活力进一步释放。”

　　今年，上海市政协委员中又多了一些“新面孔”，他们怀揣更大的期盼，和“老委员”一道站在新起点，积极建言献策。

　　上海市政协委员、交通银行(香港)有限公司私人银行中心总经理徐志道特别关注沪港两地金融合作。他告诉中新网记者，香港、上海都是金融中心，两地各有优势，应该发挥出“1+1＞2”的效果。“上海是科创中心，香港是创科中心，香港在与国际接轨、科技与政策结合等方面经验或将助力上海发展。”

　　“作为一名‘新委员’，我希望提出有分量、接地气的提案。”徐志道说，“疫情也给了我们一个反思的机会，在经济上如何去融合。沪港合作在恢复‘通关’后，两地银行之间的交流合作将更为紧密，在金融政策、自由基金的互联互通以及银行系统互通上，可以更进一步展开合作，从而让两地居民在自由流动上更便利，也有利于作出适合的投资安排。”

　　上海市政协委员、商汤科技董事长兼CEO徐立也是一名“新委员”，“首次参加上海市两会，我感受到上海对科技创新的重视，而我更多关注人才、核心技术、创新链上下游协作和协同发展等方面议题。”徐立告诉中新网记者，“当前，内外部环境面临诸多考验，更要积极推动双向交流，一方面把人才送出去，接轨最前沿的科技发展，另一方面要‘筑巢引凤’把人才引进来。只有长期保持人才的双向流动，才能在未来竞争中成为人才高地。”

　　对此，在沪港两地人才交流、基础科研交流方面，徐立认为，“两地各有所长，香港高校科研资源非常，新兴专业顶尖人才荟萃，而上海既有人才，又有大市场，增进双向流动显得非常重要，要促进沪港两地人才平台交流和人才交流。同时也要产教联动、合作培养更多青年人才。”

　　带着思考与期盼，来自港澳地区的上海市政协委员们将在履职过程中，建真言、谋良策，为内地与港澳地区的共同发展搭建更多沟通桥梁、凝聚更多发展共识。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）