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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）

苏贞昌赖着不下台被嘲讽：新年主打歌应该是周华健《其实不想走》******

　　【环球时报特约记者 陈立非】民进党去年“九合一”选举惨败后，岛内舆论都在催促改组行政部门，党内派系更是躁动不安。但一个多月过去了，台“行政院长”苏贞昌仍然赖着不下台，这激起了岛内舆论的愤慨。

　　台湾《联合报》3日称，蔡英文对改组行政部门尚未最后决定，最近征询党内意见，结果被视为蔡英文嫡系的民进党代理主席、高雄市长陈其迈突然出言“护苏”。他声称支持苏贞昌，因为行政部门稳定，政局才会稳定，“应在稳定中改组”。这番论调被民进党各派系解读为苏贞昌有机会留任，大部分人都表示担忧。有派系高层称，民进党日前通过的败选检讨报告被批没有反省，党内大部分意见都希望大幅改组行政部门，但苏贞昌至今不下台，民众可能再次用选票教训民进党。

　　苏贞昌3日回应称，在“沉默螺旋”效应下，陈其迈愿意站出来讲话让他备感温暖。他还称，蔡英文已表示会在“立法院”会期结束后报告改组状况，而他的任免是蔡的职权，“请大家尊重”。

　　国民党台北“立委”补选候选人王鸿薇3日谈到桃园传出的警匪枪战，嘲讽台湾好像从南到北都在拍警匪枪战电影，而前“内政部长”徐国勇下台后就无声无息，“苏贞昌还坐在位子上，应该给交代”。名嘴黄扬明称，苏贞昌在外界呼吁改组行政部门的声浪中，跨年夜在粉专推出了浓浓抖音风格的“注意看，这个男人太狠了”视频，尤其片尾的口号是“继续冲、继续拼”，“可见，苏贞昌仍期待继续率领行政团队，保住大位的动机显而易见”。他嘲讽说，苏贞昌的新年主打歌应该是周华健的《其实不想走》，“其实不想走，其实我想留，留下来陪你(蔡英文)每个春夏秋冬”。国民党台北市议员游淑慧直言，蔡英文以前是和苏贞昌合作压制新潮流系及其他派系，但现在蔡自己与英系都已跛脚，所以不是她要不要改组，而是她有没有能力换掉苏贞昌，要看苏自己想不想、要不要下台，他不要的话，蔡英文也没办法。名嘴张友骅对于苏贞昌说自己不眷恋权位讽刺道，从他之前选台北县长时说是最后一次，结果又接着选台北市长、新北市长，然后当“行政院长”，到现在谁还会相信他？

　　绿营内部看法不一。民进党“立委”陈亭妃直接开炮，“党的败选检讨报告出炉了，行政院的检讨报告呢？”“立委”高嘉瑜认为，行政部门应该“团进团出”。意思是一旦苏贞昌下台，整个团队应就地解散。美丽岛电子报董事长吴子嘉2日透露，他听到消息是只有苏贞昌压得住行政部门，所以不会换掉他，但“这是鬼话”。他认为，背后原因还是蔡英文和副手赖清德的权力斗争。去年“九合一”选举的结果显示蔡英文已经被民众惩罚，但她不接受跛脚的事实，因此不换苏贞昌，“若2月1日不换的话，就不会换了”。

　　“苏贞昌，够了吧！”资深媒体人李晴果以此为题撰文称，自“九合一”败选以来，民进党的所作所为让人完全感受不到这个政党有“痛定思痛、洗心革面”的决心，苏贞昌还撑在台上，官员也毫无反省，部分高官倨傲的态度令人难以置信。文章说，苏在政坛打滚了几十年，权力的滋味、从政的光环，也享受得够多了，如今75岁高龄，还在贪恋什么呢？“奉劝苏贞昌走人吧！如此死皮赖脸，更会拖垮民进党”。《联合报》3日发表社论称，因为苏贞昌接受蔡英文慰留，民进党第一时间已错失行政部门改组的时机。这些日子，不仅没改组、官员在“立法院”备询态度傲慢，而且民进党检讨报告被批避重就轻，一系列事件不断加深民众对民进党的负面印象，至今没有止血迹象。台北市第三选区“立委”补选1月8日投票，党内各派系都担心继“九合一”和嘉义市长选举之后“三连败”，接下来2024年台湾地区领导人选举和“立委”选举恐怕更不好过。文章提及曾准确预测“九合一”选举结果的日本学者小笠原直指慰留苏贞昌是失败决定，他更称，民进党“好像想假装败选没什么大不了”，“外国人都看得这么明白，台湾人会不懂吗？民进党还想骗谁？”

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）