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来源：95彩票2024-05-04 17:48

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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）

浙江省两会启幕拼经济、强科创、抓教育等成热词******

　　中新网杭州1月11日电(郭其钰)1月11日，浙江省政协十三届一次会议开幕前举行“委员通道”集中采访活动，5位政协委员走上通道畅谈履职心声，传递民情民意。由此拉开了今年浙江省两会的序幕。

　　在经济大省浙江，民营经济是浙江经济的最大特色和最大优势。作为民营企业家，浙江省政协委员、浙江万丰科技开发股份有限公司董事长吴锦华对浙商精神颇有感触。

　　“我来自浙商家庭，父母是创一代，我是创二代，老一辈浙商敢闯敢干敢试的拼搏创新精神时刻激励着我，他们的创业精神和家国情怀已融入我血液之中。”吴锦华说。

　　当前，民营企业如何提振信心、抢抓机遇、拓展市场？吴锦华以万丰集团为例介绍，近年来该企业抢抓数字经济发展机遇，建设智慧工厂，实现数据信息系统纵向集成，产品生产周期由原来45小时缩减为15小时。

　　信心贵比黄金。目前，浙江组织千团万企“出海”抢订单、拓市场，这让吴锦华对民营经济发展充满信心。“我们也有很多海外客户，他们春节后也要来浙江走一走、看一看，订单意向强烈。”

　　科技是国之利器，国家赖之以强，企业赖之以赢，人民生活赖之以好。

　　浙江省政协委员、西湖大学副校长仇旻介绍，西湖大学作为一所新型研究型大学，成立4年来引进211位世界一流科学家，包括建立了一支以20余名国家和省级特聘专家为核心的微纳光电系统研究团队。

　　“浙江各级党委政府对科技创新表现出极大热忱，许多地方向我们表示了合作意愿，共同提升科技产业的集聚力和竞争力。”仇旻认为，党委政府的格局、眼光、魄力，加上浙江发达的民营经济和市场力量，将不断提升区域创新能力。

　　其表示，西湖大学将直面国家和地方核心战略需求，集聚力量进行原创性引领性科技攻关。西湖大学的每一位教授、每一个人都像一粒光子，不断集聚、激发，为科技创新发展贡献智慧力量。

　　“前不久一个朋友电话咨询，他的孩子后年上小学，他说在大家的认知中，感觉家附近的小学不够优秀，咨询有什么渠道可以到所谓的‘更优秀’学校。”这是浙江省政协委员、杭州第十四中学校长陈利民在“委员通道”上讲述的故事。

　　教育是关乎千家万户的民生工程。当前，教育基本均衡——有学上的问题基本解决，教育优质均衡——上好学校的品质追求呼声日隆。

　　陈利民介绍，杭州一方面通过区域集团化办学，在理念、师资、课程、文化等方面深度融合，在高水平动态发展中逐步缩小区域和学校间发展差距。另一方面探索创新合作共建办学机制，通过管理共进、师资共育、教学共研、资源共享、学生互动等方式，加大名校示范辐射引领作用。

　　在陈利民看来，“上最合适的学校，上家门口的好学校”，这是办好人民满意教育的题中之义，也是对“教育共富”最朴素的理解。

　　有事好商量，众人的事情由众人商量，是人民民主的真谛。如何更好履职也是委员们关注的焦点。

　　当日“委员通道”上，浙江省政协委员、衢州市政协主席方健忠介绍，衢州一方面让委员走进基层、走进群众，当地1708名省市县三级政协委员全部下沉到乡镇的委员履职小组，把群众反映的“问题清单”变成“履职清单”。另一方面让群众就近参与和充分表达，衢州103个乡镇(街道)实现“民生议事堂”全覆盖，95%以上村(社区)设立了“协商驿站”，协商平台搭到了群众家门口。

　　市县政协“开门是群众，出门是基层”。浙江正不断推动政协协商向基层延伸，深入践行全过程人民民主。