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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）

浙江绍兴：文化幸福感更强烈******

不久前，浙江绍兴市文化广电旅游局机关第一党支部、绍兴图书馆党总支的文化志愿者来到柯桥区漓渚镇朱家坞村、王坛镇东村、柯岩街道叶家堰村开展主题党日活动，并且根据每个村的实际需求，送来了侧重点不同的300余册图书，以及定制化的展览和讲座。这不是简单的送服务下基层活动，而是落实高质量推进基层公共文化服务联系点的常态化工作。

“要深入挖掘12个联系点的发展需求，抓住各村在公共文化方面的痛点、难点，提供系统完备、精准有效的公共文化服务，将服务工作提档升级，更好地激发基层群众的参与热情。”绍兴市委宣传部副部长，市文广旅游局党委书记、局长何俊杰说，为贯彻落实绍兴市第九次党代会、市委文化工作会议精神，绍兴市文化广电旅游局建立了首批12个高质量推进公共文化服务基层联系点，以点带面，着力构建全市高水平一体化公共文化服务体系，为打造温暖幸福共富之城贡献文旅力量。

安桥头村是鲁迅的母亲鲁瑞的出生地，鲁迅小时候经常随母亲到外婆家。皇甫庄村是鲁迅的舅舅家，鲁迅儿时曾在此看社戏。如今，公共文化服务不但为当地群众带来实惠，而且发挥着“引流、增效”的作用。

2022年3月，安桥头村和皇甫庄村成为绍兴文化和旅游首批高质量推进公共文化服务基层联系点，因为文化之力的注入，这两地对市民和游客的吸引力更强了。

根据考察调研，绍兴市文化广电旅游局确立了在安桥头村和皇甫庄村公共文化服务的具体内容。比如，绍兴图书馆帮扶安桥头村建立安桥头村图书馆（农家书屋），设立鲁迅文化主题书籍专柜；帮扶皇甫庄村建立鲁迅文化、红色主题、法律主题图书馆。绍兴市文化馆组织绍兴市书画艺术家推广孙端街道4A景区镇特色游线，重点推进鲁迅外婆家研学之旅—特色黄金游线、渔趣体验之旅、水上风光之旅、民俗风情之旅、红色记忆之旅等旅游线路。绍兴博物馆制作线上展览“鲁迅外婆家——孙端祝福民俗文化展”和“鲁迅外婆家——孙端社戏民俗文化展”，并进行推介。

绍兴市文化广电旅游局相关负责人介绍，截至2022年6月，首批12个高质量推进公共文化服务基层联系点已经建立。为抓好工作落实，相关处室、单位已根据签订的公共文化服务项目书内容，排定工作计划，落实服务项目，并定期向局机关党委报送工作开展情况。

“建立高质量推进公共文化服务基层联系点是落实推进共同富裕文化润乡的重要抓手。要探索抓好落实工作机制，做好统筹协调，全方位做好服务工作，推进公共文化服务提质增效，为共同富裕、乡村振兴赋能。”绍兴市文化广电旅游局相关负责人说。

公共文化服务优质共享，是建设高水平网络大城市、打造新时代共同富裕地的内涵所在。绍兴市文化广电旅游局以设施、服务、机制为抓手，精心编制全市高质量推进公共文化服务工作清单，着力构建高水平一体化公共文化服务体系，取得了阶段性成效。

在绍兴，市、县、乡镇、村（社区）四级公共文化设施网络实现全覆盖。全市103家乡镇（街道）文化分馆普及率、综合文化站面积达标率均达100%。建成一级以上文化站73个，其中特级25个，一级站覆盖率达70%。“目前，绍兴市每万人拥有公共文化设施面积达1800平方米，建成农村文化礼堂1721家，建有城市书房85家、博物馆61家（含国有非国有）、乡村博物馆（展示馆）200余家，公共阅读的市、县、乡镇、村四级网络基本形成。”绍兴市文化广电旅游局一位工作人员说。此外，公共文化品质服务也逐步提高。目前，文艺播撒乡镇行、全民艺术普及月、全民阅读节等群众文化品牌活动已实现年年有系列、季季有主题、月月有安排、周周有活动。

“绍兴形成了具有共同富裕印记的标志性成果。全市公共文化设施网络实现全覆盖，重塑城市文化体系取得新突破，旅游富民进一步彰显。”绍兴市文化广电旅游局相关负责人表示，绍兴将进一步推动公共文化现代化先行市建设，聚焦共同富裕，以人为本，推动公共文化服务成为精神富有的亮丽底色。（柯越文）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）