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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）

义乌“联合国社区”外籍人士过中国小年：虎年讨好彩******

　　(新春见闻)义乌“联合国社区”外籍人士过中国小年：虎年讨好彩

　　中新社义乌1月26日电 题：义乌“联合国社区”外籍人士过中国小年：虎年讨好彩

　　作者 董易鑫

　　“我刚学了个义乌的年俗，小年要滚一滚茶叶蛋，这叫做‘滚元宝’，能讨个好彩头，我还给家里人拍了视频。”家住浙江义乌鸡鸣山社区的吉尔吉斯斯坦人米卡说，她已经在这里生活四年了，但探索中国文化的热情却只增不减。

　　25日是农历腊月二十三，中国北方过小年，南方则错后一天在腊月二十四过小年。当日，已在义乌鸡鸣山社区生活超两年的十多名外籍学生、客商等“沉浸式”体验了中国传统“小年”文化，参与拜年、包饺子、“滚元宝”等活动。

　　“今年学会中国麻将”

　　鸡鸣山社区因靠近义乌国际商贸城，吸引了来自74个国家和地区的上千名外籍人士居住，被称为当地的“联合国社区”。

　　“在义乌，有来自上百个国家和地区的人，我就是其中一个。”来自也门的外商马万说，临近春节，他的新年愿望是“今年学会中国麻将”。

　　“我看过中国兄弟玩麻将前总喊‘三缺一’，我觉得很有趣。但是游戏规则我还是没研究明白。”马万说，下班后，他经常和也门“老乡”、中国朋友一起品味中国茶和阿拉伯咖啡。下一步，他希望把麻将也纳入下班娱乐范畴。

　　谈及来中国的初衷，马万说，受在浙江金华兰溪市开香水厂的叔父影响，高中毕业后，他就来义乌上学，毕业后便留在这里。

　　义乌有“世界超市”之称，商品数量众多。马万的第一份工作就是义乌商场做贸易商。

　　“前几年，我就每天陪中国境外的客人采购产品，因为他们的时间一般都很紧张，所以能在‘巨大’的市场里找到合适的商品，效率很重要。”马万说，学好中文是他提高效率是关键。

　　上学时，马万总“泡”在图书馆，翻看各类中国书籍，每次在学习中文时遇到问题，他都会请教自己的中国兄弟。“中国朋友对我很好，他说‘他的家就是我的家，她的妈妈就是我的中国妈妈’，他们把我当亲人。”

　　随着中文的快速进步和自身业务的精进，马万已经从公司职员发展到一家外贸公司的经理。“我希望过几年把我的妈妈从也门接到义乌，过个圆圆满满的中国年。”

　　“想学长寿面，回国做给爸爸妈妈吃”

　　当日庆祝小年的外籍人士中有一位是来自塞尔维亚的跨境电商主播娜塔莎。她告诉中新网记者，这次小年活动，她“不虚此行”。

　　娜塔莎说：“有春联、有灯笼、有中国传统服饰，还有一群来自世界各地的小伙伴聚在一起，这对我来说就是‘第二故乡’的团圆。”

　　据了解，娜塔莎主要为义乌部分跨境电商公司“直播带货”，还没毕业的她已经在社交平台拥有5000多人关注。“我们主要直播卖一些家居用品，义乌的货品很丰富，可选择的空间大，很受欢迎。”

　　忙碌之余，娜塔莎喜欢品尝各种中国美食。火锅、麻辣烫、兰州拉面都是她的“心头好”。

　　“我在家尝试做过拉面，但是失败了，新的一年希望有机会跟中国师傅学习。”娜塔莎说，面条在中国有长寿的寓意，她希望学成后可以做给爸爸、妈妈吃。

　　前几年，和娜塔莎一样的留学生、外商都会选择在中国春节期间回国。受疫情影响，近年来不少外籍人士都选择在中国过年。当日过小年迎新年的外籍人士，就分别来自吉尔吉斯斯坦、也门、塞尔维亚、阿富汗、印度等国家和地区。

　　鸡鸣山社区党委副书记经菁说：“每年临近春节，社区就开始在线上、线下组织一系列有关中国文化、节日民俗等活动，帮助更多外籍人士了解中国，迄今为止，这个传统已保持了5年。”

　　记者从义乌市公安局出入境管理局获悉，截至目前，该市已有近万名外籍人士在此居住。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）