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）

以瞬间定格2022年的多样成都******

　　作者：钟茜妮

　　在文字产生以前，远古时代的人类用“结绳记事”来抵抗时间的荒芜，大大小小的结是古人回忆过去的唯一线索。在信息爆炸的今天，新闻承担起铭记时代的功能。

　　岁末年终，当我们再次亲临那些新闻现场，一个多重的成都扑面而来。在成都人挺身而出的英雄气里读懂平凡之善，在神舟飞天的壮阔时刻读懂“国之大者”，在疫情反复中读懂守护与温暖……它们或是一个成都人鲜活生动的故事，或是一群成都人秉承的价值理念和人生态度。

　　时光浩荡前行，每个努力生活的人，都在书写城市的未来。

　　燃：“高光时刻”背后的“奋起一跃”

　　这一年，成都有着许多“高光时刻”。

　　2022年是中国航天的“超级大年”。神舟飞天、夸父追日、墨子传信、天宫入轨……一个个重大航天项目在无垠的宇宙书写着中国式的独特浪漫，更长远的探索计划蓄势待发。这场飞天追日的逐梦之旅中，“成都造”始终是航天强国版图中不容忽视的一块拼图。位于成都的中国电子科技集团公司第十研究所贡献了多项设备与系统。“勇于创新、敢于胜利！”中国电科首席专家柴霖说，这是中电十所“十年磨一剑”锤炼的精神，也是“成都造”崭露头角的原因。

　　世界杯引爆的热潮方兴未艾，冠军便与成都来了场“互动”。12月22日，外交部消息，我国政府与阿根廷共和国就阿根廷在成都设立领事机构达成协议，同意阿根廷在成都设立总领事馆，这是阿根廷继上海、广州之后在中国内地设立的第三家总领事馆。

　　10月初，第五十六届世界乒乓球团体锦标赛在四川成都落幕，高水准的比赛内容和办赛工作收获各方赞誉。“在这个美丽的球场里，你们让所有不可能变得可能。”国际乒联主席佩特拉·索林赞叹。中国乒乓球协会主席刘国梁接受采访时难掩激动：“大赛成功举办很不容易，这是激动人心的一刻，是伟大的一刻，也是载入史册的一刻。”

　　面对复杂严峻的国内外形势和多重超预期因素冲击，成都统筹疫情防控和经济社会发展，加速释放经济活力。回望这一年，为神舟飞船护航的创新成都、“出海热”背后的开放成都、“新铁人三项”背后的活力成都……从不同角度折射出成都敢于啃硬骨头、敢于涉险滩的勇气，也饱含着主动求变、守正创新的创造力。

　　“高光时刻”背后，是默默努力、积蓄力量之后的“奋起一跃”。

　　拼：守护市场商户、万家灯火的攻坚战

　　7月29日晚，两辆共载有1243张床垫的货车从位于成都崇州的厂房出发驶向成华区。此时，成华区正受到疫情冲击，谁提出了1243张床垫的需求？答案是19家成华区工业企业。

　　疫情要防住，经济要稳住，发展要安全。成都创新常态化疫情防控下经济发展模式，强化产业链供应链保障，努力把疫情对经济社会发展影响控制在最小范围。为保障员工及企业需求，成都市区两级经信系统收集并协调解决闭环生产企业物资、用电用水等问题。

　　市场主体是经济发展的“主引擎”，稳住市场主体就稳住了经济基本盘、稳住了民生。2022年夏天以来，成都接连经历疫情反复、高温限电等不确定因素的影响，千方百计保持经济稳定运行，助企纾困解难。成都着眼于行业领域、工厂车间的运行，也着眼于市场商户、万家灯火的温度。

　　回溯这一年，成都市各级部门和区（市）县兵不卸甲、马不离鞍，积极开展重大项目攻坚大会战和招商引智优化营商环境行动。空中客车飞机全生命周期服务项目落户双流、亿纬锂能加码经开区、蜂巢能源牵手东部新区；京东方成都车载显示基地项目、字节跳动西部中心、茂绿建智慧能源中心陆续开工……从2021年冬天到2022年春夏，一个个大项目纷至沓来，一个个“链主”企业接踵而至，一个个项目破土动工。到秋冬时节，奋战四季度、冲刺一百天的劲头更是在成都的大地上涌动。

　　鸣笛启程！一条穿山跨河的铁路大动脉横跨成昆。12月26日，新成昆铁路投入运行，成都至西昌、攀枝花、昆明列车旅行时间大幅压缩，这将是“一带一路”建设中连接南亚、东南亚国际贸易口岸的又一重要通道。

　　12月23日，簇新的凤凰山体育公园，在山呼海啸的“雄起”声中迎来首秀。2022中超联赛第32轮成都蓉城主场对阵中超领头羊武汉三镇，三万多张门票一抢而空，“赛事回来了”“成都回来了”，热情的观众用豪情万丈的口号向外界证明：成都的经济生活秩序回来了！

　　11月底，天府国际会议中心，全球规格最高、规模最大、影响力最广的新型显示领域盛会在蓉开幕。借全球大会的平台，成都制造的“显示度”不断擦亮。

　　这一年，成都走出坚韧、走出奋发，也走出直面问题、迎难而上的勇气。

　　暖：有一种温度叫成都

　　这一年，还有一些温暖的时刻和值得铭记的面孔：他们是危急关头奋不顾身的救人英雄；是与病毒无数次过招的病毒“捕手”；是24小时与千万市民保持通话的人。

　　2022年6月18日早晨，一辆白色厢式货车，在成都三环路金牛立交至交大立交内侧主道，冲上绿化带，与一根监控电线杆相撞。司机被困，车辆很快冒烟起火，情况危急。紧要关头，过往的车辆一辆辆停下，施救的人们一个接一个地向浓烟四起的事故车跑去，灭火器从各个方向传递而来……众人合力之下，司机最终成功得救。这是陌生人给予的友善，是危机时刻的英勇挺身，也是拯救生命的团结一致。

　　或许有人会问：与城市的宏观政策相比，这不是一件小事吗？其实，于微小露珠中折射彩虹，平凡之善反映的却是背后的不平凡之城。

　　艰难的日子里，总有一群人在默默守护城市。“您好！成都12345热线，请问有什么可以帮您？”在超过2000平方米的热线接听中心里，电话铃声此起彼伏。每天近200人在岗，7×24小时在线，日均2万余通电话接入，这里常年与千万人“保持通话”。2022年，这里异常繁忙。多轮疫情、夏季高温等投诉和问询，以及所有关乎市民生活的大小事……这是成都市民最熟悉的民生热线。

　　城市安全运行，因为这群人始终坚守岗位。159679名微网格员先后参与了社区燃气安全入户排查“敲门行动 ”、迎峰度夏电力保供节电宣传、文明典范城市创建志愿服务等重大专项工作，采集涉民生、安全等领域基础信息1232万余条，今年以来，已报送预警性事件200余万件，建立起全成都2100万人口基础信息底座。

　　一座城市的文明高度在于每一个人的文明程度，“平凡英雄”亦来自成都市民这个集体，是2100万人中的普通一员。成都要一步步地从“文明高地”迈向“文明高峰”，靠的是他们，更是他们身后的每一个人。

　　跨越时间的湍流，与成都，向未来。（钟茜妮）