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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）
中新社70年丨周秉德：我很怀念在中新社的日子******
作为周总理的侄女，周秉德也是陪伴周总理夫妇时间最久的周家晚辈。
她于1988年进入《华声报》工作，1994年调入中新社，担任副社长，1998年4月退休。
▲周秉德女士时间过得飞快，转瞬之间，我从工作岗位上退下来已经24年了，回首往事，历历在目，恍如隔日。
骑单车，练就心宽体壮
我在《华声报》和中新社工作11个年头，上下班大都是骑自行车，风里来雨里去，其乐融融。
我觉得骑自行车上下班既锻炼身体，活动筋骨；又一路赏光看景，心旷神怡；用现在的话说，还低碳环保，有利环境。
在工作中，我对分管的行政、财务和技术部门的主任们常常强调：我们这些部门的职责，就是全力保障为新闻采访业务服务，我们就是配角，没有新闻采访业务，我们这些部门就没有存在的必要。
各部门主任也认可，都拧成一股绳，全心全意为新闻业务服务。大家相处非常愉快，基本上称名道姓，有的司机都叫我“秉德”，我也喜欢这样称呼。
主任们有事推门就进我屋，有些事在楼道边走边谈就解决了。我很怀念那些日子。
电脑化，首创采编大平台
初到中新社，虽已年近花甲，仍非常想为中新社再干些事情。
在一次社委会上，大家谈到，互联网已在欧美率先使用，国内一些具有超前意识的公司机构已照猫画虎地学了起来。我们也应该尽快走这条路。
我想，我们新闻单位一定要跟上时代的脚步。
当时中国还没有进入网络时代，我首先要求技术部做好电脑系统的程序配备；并给记者编辑们办了几期电脑培训班，要大家学会用电脑打字、联网。
经报社委会决定，将四楼改造为现代化的大平台办公方式。
经过几个月的努力，1996年，中新社首个电脑大平台办公终于建成了。中新社一些编辑记者终于从纸笔中解放出来，向电脑化迈出了关键性的第一步。
现在，中新社从3楼到7楼，已都是电脑化、网络化大平台办公了，这变化太大了。回想当年，还能为中新社电脑现代化建设干出了这么一件打基础的事，心中尚感自慰。
进行近二百次讲座，接受逾百次采访
在周恩来诞辰110周年之际，我组织了亲属、身边工作人员、老一代革命家子女等百多人，到家乡江苏淮安参与了多项纪念活动。
2004年以来，在香港和澳门，我以“周恩来邓颖超研究中心顾问”身份，与中央文献研究室协同香港、澳门有关单位举办了6次有关周恩来的展览，受到港澳同胞、特别是青少年的热烈欢迎。
▲周秉德出席电影《周恩来回延安》在香港新光戏院的首映礼二十多年来，我应邀到北京和外地几十所大学，国家机关一些部委党校、企事业单位等进行近二百次《在身边感悟伯父周恩来的人格风范》《传承红色家风 弘扬革命精神》的讲座，宣传共产党领导人的严于律已、平等待人、艰苦朴素、顾全大局、全心全意为人民服务、为中华之崛起而奋斗终生的高尚品格及光辉业绩。
▲周秉德出席“海棠绽放纸短情长——周恩来邓颖超书信图片展”发布活动清华大学举办的企业老总班，一位老总听了两次，又把我请到他们单位去讲座。
平时，特别是重大纪念日前，我要接受上百次电视台、报刊杂志的采访，介绍伯父的高风亮节及在各个重大历史时期的重要作用及我亲身感受的教育等。
2010年和2011年，日本NHK电视台根据我的《我的伯父周恩来》一书，先后6次来京，采访80多人，编辑出4集专题片《亲人及亲信口述周恩来》。该片于2011年8月1日至4日晚8时黄金时段播出，引起日本知识界强烈反响。
同年10月，日本法政大学华籍女教授王敏来京时，对我说：“这部电视片在日本反响热烈，好多人说，日本要有这样的领导人该多好！现在周恩来在日本是大家谈论最多的话题。”看来，这对促进中日友好的民间交流，也能起到一些作用了！
我参加的各项活动，都会表明自己是中新社的退休人员。我也以此为傲。
作者：周秉德
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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