乐发lv下载 - 在线用户注册首页登录平台

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）

《5·12汶川——疼痛的笔锋》代后记******

　　王晓晖

　　1.

　　大地震过去3个月了。

　　从灾难中走出的中国人，拍打了地震废墟落在心上的灰尘，揉过红肿尚未消尽的双眼，惊艳在鸟巢烟火喷薄绚烂的繁华之夜。

　　那一刻，鸟巢在跳舞，从大地舞向天空；那一刻，北京在跳舞，从过去舞向未来；那一刻，北京奥运凝聚着全民的期待，挑高了中国人的幸福指数。

　　生活可以这样的美好——只是有些人已经不能再看到。

　　那些在山川土地的碰撞中瞬间消失的人，那些我们还未曾谋面命运已突然改变的陌生人，留给我们身体和心灵的疼痛，依旧清晰和真切。“向大地震索要更多的财富”——这句在大地震的报道中重复过无数次的话，今天，依旧在我们的心底大声响起。

　　“向大地震索要更多的财富”——从国家的体制设计和制度安排、社会结构的合理构建与和谐营造、新闻行业的自身突破和社会责任……到一个媒体的壮大和长高、一次报道的深入与实现、一个记者的锻造和打磨……都必须向有国人太多付出和牺牲的大地震索要到更多的回报。

　　这便是大地震3个月后，中国新闻社还执意要出版这本报道经验集的原因，尽管我们并不想再回望淋漓的鲜血，尽管又有奥运报道撕扯着我们的敬业与精力。因为投入过，伤痛过，然后我们要长出骨头。因为深思着，惕厉着，或许才会走得更远。

　　2.

　　“当我死后站在天堂之门的时候，我遇到的第一个人将是美联社记者”——美联社在出版自己记者的报道集时，把穆罕默德•甘地的话这样骄傲地写在它的扉页上。

　　“最多的时候，中新社五十六位将士在四川灾区，这个数字，超过任何一次突发事件和重大报道”；“最多的时候，中新社一天发稿数达到四百多篇，这个数字，刷新了中新社五十六年的历史”——我们也很骄傲，在汶川的旷世灾难发生时，中新社以前所未有韧性和力量站立在大地震的现场，展示了她前所未有的方向感和爆发力。

　　3个月后，这种充满方向感的爆发力令人生发出守土有责的骄傲。但3个月前，在信息尚不周详，指令尚不明确，硝烟未散、惊魂未定的张惶与混乱中，能够明晰地判定方向、界定线路、布局兵力，也并非一件简单明了的事情。

　　我们可以相信并作为判断依据的是：2008年的中国，已经是世界的中国，经历了国际化的洗礼、全球化的磨砺；2008年的中国，已经是成年的中国，经历了少年的轻狂、青年的迷惘、30年改革开放的现代化和城市化过程、30年的摸索、疼痛和积淀，使中国多了平实、理性和成熟。

　　可以作为判断依据的重要细节还有：中国已经有了《突发事件应对法》、《政府信息公开条例》、《北京奥运会及其筹备期间外国记者在华采访规定》，中国三级新闻发布和发言人制度已经初步建立，并且正逐渐规范化和专业化。

　　中国的进步赋予包括中新社在内的中国媒体在关键时刻作出正确选择的力量，这力量正化作悲情迷茫时刻无声却坚定的方向感，它使我们在回首汶川大地震报道工作时可以庆幸，我们因此没有彷徨缺位，没有南辕北辙。

　　3.

　　当小孙第一次穿越八百里死亡线，当老贾料理好他的相机他的武器第二次飞赴灾区，当老社长肖老师经过千百次的追问、拼抢、核实，终于拿到发现失事飞机残骸的独家第一手消息时……我们就在悲情与感动中体验到，中新社采访实现能力在跳跃性地增长。

　　采访实现能力——这个总在寻常日子里掣肘我们的经年累月的老难题，在汶川大地震之后不平常的日日夜夜，得到了艰苦卓绝的突破、再突破。所谓“中新风格”，不能来自网上信息和一纸文稿的剪切与粘贴，不能远离中国发展的重大问题而只关“风月”。正如没有经济的发展和强大的国防，就没有一个国家真正的软实力，“中新风格”也必须用采访实现能力一次再一次地予以证实，“短、快、活”必须用“现场和立场”的速度、力度和深度去支撑，“中新风格”可不是可有可无、花里胡哨、飘在空中的形容词。

　　所以，让采访实现能力在寻常日子里保有可持续发展的动力，就自然地成为中新社“后震报道时期”的新问题：在没有大地震的外在震撼力、在失去悲情迸发出的巨大内趋力、在没有官方与民间、各个阶层与团体共识并形成合力的情况下，我们的记者能否还有克服种种令人沮丧的摩擦力、进行第一百零一次追问的执着和勇气？

　　当然，体制要完善，管理需提升，社会应更宽容，新闻的责任和空间将更大。我们，则应该在期待环境变更的同时，强身健体，练就点功夫。做一个现实的理想主义者，总比抱怨离目标更近。

　　4.

　　当永志的背在思索中变得更深邃，当小夏的眼睛熬得更红更英俊，当丹鹰的嗓子由喑哑变得更斯文，当大地震后方报道组的激情飞扬在一个月后变成才思枯竭的执着守望……我们深知：现代战争没有后方，前方多么需要一个强大的、战时状态的后方。

　　在弄清楚虽然身在后方但没有任何理由推诿、懈怠甚至游移时，我们历时一个月的清晨策划就开始了。思路大致有三：第一，依循前方救援和重建工作的角度，依循大地震中的爱与勇气的角度，进行特别策划；第二，依循科学解释、科学救助、科学重建的角度，进行科学的回答，解疑释惑；第三，依循对历史重大事件的思索，官方对大地震前所未有、举世公认的处理，从向大灾难索要大财富的角度，进行综述和评论。三者归一的方向，就是前方：前方在想什么？前方最需要什么？读者最关心前方的什么？

　　想要作一个前后契合与呼应的后方、作一个不辜负前方的后方是不容易的。尤其在前方物质的路和信息的路相继断掉的情况下，后方在数量上的补足、在质量上的补充都是不可或缺的。

　　我们的收获是，通过一个月清晨策划、之后采访和写作、下午到黄昏出稿这样一个近乎残酷的工作流程，中新社一批年轻的记者极大地展示出他们善良和敬业的本能、才华的挥洒和流动、深度的探索和超出想象的耐力和韧性，它们随着大地震报道喷涌而出，成为中新社极为珍视的又一笔财富。

　　我们的遗憾是，因为思想深度和宏观关照不够，因为前后方力量整合不够，因为后方资源盘整和调动不够等原因，我们的报道还没有达到应该达到的力度和深度。在独家新闻越来越难以企及的时候，独家的观点和独家的视角就变得越来越重要。作为负有向世界说明中国使命的中新社，必须在追求速度与亲和力的同时，提供力度、深度和更多的向度。

　　5.

　　幸好大地震结束了，它也是一个开始；幸好中新社还年轻，还有足够的时间和空间；幸好时代在快板和慢板的交错中进步，环境在变，蓝天会越来越多。

　　我们在期待中乐观，在乐观中努力。

　　我们会在新的起点，再次出发。

　　(历史资料)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）