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）

中新时评：克服短期扰动 中国经济仍有充足动力******

　　中新社北京12月28日电 题：克服短期扰动 中国经济仍有充足动力

　　中新社记者 王恩博

　　今年应对超预期因素冲击后，明年中国推动经济运行整体好转，需要强劲引擎。

　　世界经济拉响衰退警报，国内经济面临下行压力，支撑中国发展的动力是否仍在？从多个维度观察，均可得出肯定答案。

　　中国经济仍有充足动力，且发力更加聚焦。

　　年底举行的多场论坛、会议上，中国的官员、学者、企业家们热烈讨论着同一个问题：明年经济如何回归稳健增长轨道。某种程度上，这是一个凝聚共识的过程。各方普遍意识到，2023年是中国经济弥补疫情冲击损失的重要窗口。

　　这个方向也为中国决策层所明确。中央经济工作会议围绕“突出做好稳增长、稳就业、稳物价工作”进行细致部署，提出“从改善社会心理预期、提振发展信心入手”的方法论，无不折射出对稳住经济大盘的关切。

　　当心往一处想，劲就能往一处使。降准释放长期资金、房地产金融政策利好频传、扩大内需战略顶层设计出炉，今年末中国各领域叠加发力的政策效应明年将持续显现。根据实际需要，一些新政策、新措施也会陆续有来。存量政策、增量政策同向发力，将积极促进中国经济运行好转。

　　中国经济仍有充足动力，且活力将加速释放。

　　随着奥密克戎病毒特性变化，中国从更好统筹疫情防控和经济社会发展出发作出防疫转段决策。优化防疫二十条、新十条落地，新冠病毒感染调整为“乙类乙管”，疫情防控政策因应形势变化持续优化调整，为经济恢复创造了重要条件。

　　12月26日，2022年最后一个周一，北京地铁公司所辖运营线路日客运量时隔一个多月重返450万人次以上。在全国范围内，武汉、重庆等地地铁客流也明显恢复。尽管通勤早晚高峰还不似以往忙碌，但地铁客流逐步攀升，是生活回归正轨、城市恢复活力的有力注脚。

　　疫情仍是当前影响中国经济运行的关键变量。专家估计，优化疫情防控措施对经济运行的影响料将产生类似“J曲线效应”，即短期会对经济运行造成扰动，但全年是重大利好。随着相关政策落实，中国的人流、物流将更加顺畅，社会再生产各环节、经济社会生活各领域都有望加快恢复，重新焕发活力。

　　中国经济仍有充足动力，其潜力会持续兑现。

　　眼下，中国正布局更好统筹供给侧结构性改革和扩大内需。找准二者结合点，即是为经济增长挖潜的过程。

　　例如，中国迫切需要加快产业体系优化升级，这就需要加大制造业研发和技术改造的投资力度，加大新领域新赛道投入。这些投入既是当期需求，未来产生高质量供给后，又会进一步创造有效需求。中国新能源汽车产业就是典型成功案例。今年早些时候，中国汽车出口量“超车”德国跃居世界第二，背后正是新能源汽车热销海外的“加持”。

　　令人期待的是，中国发展轨道上还有不少这样的堵点、痛点、难点、空白点，可以大做文章。创造有利体制机制环境，施以适当政策引导，潜藏的动力就会兑现为新增长点，推动经济实现质的有效提升和量的合理增长。

　　这些有利因素的累积，正让中国经济前景更加清晰明确。据综合研判，明年世界经济增速可能明显下滑，而中国经济有望总体回升，形成一个独立的向上运行轨迹。

　　当然，经济好转不会是“天上掉馅饼”，各方必须为之付出艰苦努力。但可以确定的是，近几年疫情短期扰动，并未削弱中国经济长久动力，更不足以改变中国经济长期趋势。对此，人们应当充满信心。(完)