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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）

河北邢台：微宣讲“声”入民心******

　　光明日报记者 耿建扩 陈元秋 光明日报通讯员 闫丽静

　　“乡村振兴，我们能做得更好！”近日，在河北省邢台市信都区前南峪村活动室里，党员群众一有空就一起学习党的二十大精神。村党委书记郭天林把二十大报告看了很多遍，从中找出群众关注的内容，结合村里实际，掰开揉碎讲给大家听。

　　“新时代的伟大成就是党和人民一道拼出来、干出来、奋斗出来的！”郭天林对此深有感触。前南峪位于太行深山区，曾经是有名的贫困村。经过几十年不懈努力，荒山变成“花果山”，农户吃上“旅游饭”，生活越来越甜。郭天林时常告诉大家，要保持奋勇争先、毫不松懈的劲头。经过多次学习讨论，大家的干劲儿越来越足，村子未来发展思路也越来越清晰。

　　前南峪村的这一幕，是邢台市“党的二十大精神万名支书微宣讲”活动的一个缩影。为推动党的二十大精神在基层落地生根，邢台市组织全市万余名基层党支部书记，通过“小现场、小切口、微宣讲”的方式，站在百姓视角，运用群众语言，坚持平实、朴实、切实的宣传基调，全面准确迅速地把党的二十大精神送到基层。

　　为了确保宣讲效果，邢台市统一编发了宣讲提纲，各县市区、市直各单位通过学习培训、集体备课等线上线下相结合的形式，对基层党组织书记进行培训，着力增强宣讲的说服力、亲和力和针对性、有效性，把党的二十大精神讲清楚、讲明白，让群众听得懂、能领会、可落实。

　　“基层党组织书记就在群众身边，更容易用群众身边的事讲清大道理，更擅长用群众易接受的方式，随时随地开展一场微宣讲。”邢台市委宣传部相关负责人表示。

　　12月15日上午，在邢台市信都区富兴社区祥和城小区的小公园里，社区党支部书记邓为娜和几个居民一边晒太阳，一边学习党的二十大精神。

　　“二十大报告指出‘提高全社会文明程度’‘实施公民道德建设工程，弘扬中华传统美德，加强家庭家教家风建设’。具体到我们社区，要以创建文明社区活动为载体，以提高居民素质和小区文明程度为主要目标，通过广泛开展‘文明单元’‘文明家庭’评选，孕育文明新风。”邓为娜说。

　　“邓书记，文明家庭评选可以细化标准，比如学习型家庭、节约型家庭，每个家庭充满正气，社区文明程度就提高了。”一位居民建议。

　　“评选出来的文明家庭，要大张旗鼓地表扬，扩大影响，营造学习典型、争当典型的浓厚氛围。”另一位居民说。

　　…………

　　在富兴社区，这样互动式的微宣讲举行了3场。邓为娜介绍，宣讲中专门设置了问题收集环节，她把居民关注的内容记录下来，作为下一次宣讲的重点，打破以往台上讲、台下听的单一模式，提高宣讲内容的精准性。

　　“这样的宣讲就在咱家门口，参加的都是街坊邻居，讲的都是接地气的实在话，我们听得心里热腾腾的，对党的二十大精神也有了更深刻的理解。”居民杨丽表示。

　　一些基层党组织书记还把宣讲与“我为群众办实事”实践活动相结合，多渠道收集群众微心愿，及时为群众办实事解难事。

　　在宁晋县上城嘉苑社区的小广场，社区党支部副书记张璐与社区群众畅谈二十大精神学习心得。现场放置了一个微心愿收集箱。

　　“更换小区路灯、院里垃圾倾倒及时些、机动车不要乱停……每个愿望虽然看起来不大，但却承载着居民实实在在的期盼。”张璐说，这次宣讲共收到30多条微心愿。社区将积极梳理，形成“微心愿”清单，建立“微心愿”台账，按照“居民点单、社区派单、党员接单、办结评价”的形式进行闭环服务，让群众有更多获得感。

　　截至目前，邢台市共开展支书微宣讲活动5000余场，受众15万余人。

　　《光明日报》（ 2022年12月21日 04版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）