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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）

中国驻外使领馆向海外同胞发放“春节包”******

　　综合消息：暖暖中国年 浓浓祖国情——中国驻外使领馆向海外同胞发放“春节包”

　　新华社北京1月18日电 综合新华社驻外记者报道：在农历兔年春节前夕，中国驻外使领馆向当地侨胞、留学人员、汉语教师和中企员工等发放“春节包”，为大家送去祖国的关心关爱和新春祝福。这份来自祖国的牵挂和祝福，让海外游子倍感温暖。

　　中国驻巴基斯坦大使馆近日举行向华侨华人、留学生发放“春节包”仪式。此次发放的“春节包”包含春联、兔玩偶、台历、坚果礼包等。农融大使表示，希望广大侨胞和留学生为中巴拓展全方位合作、推动构建更加紧密的中巴命运共同体做出更大贡献。

　　中国驻尼泊尔大使馆发放的“春节包”内除尼泊尔本地食品外，还有使馆从国内采购的春联、福字和中国食品。陈松大使在发放仪式上表示，党中央始终牵挂着广大海外侨胞的冷暖安危。自2021年以来，使馆每年春节都向同胞们发放“春节包”，体现了党和国家对海外同胞的关心关爱，见证了过去三年在尼同胞团结抗疫的不平凡历程。

　　中国驻孟加拉国大使馆12日举行“春节包”发放仪式。姚文大使表示，希望旅孟同胞为促进中孟各领域交流合作添砖加瓦。驻孟使馆将继续坚持外交为民的服务宗旨，帮助旅孟同胞办实事、解难事，积极维护大家的合法权益。

　　中国驻韩国大使邢海明在“春节包”发放仪式上说，过去三年来，中国驻韩国大使馆每年组织发放“健康包”“春节包”。小小“春节包”东西虽不多，但承载着党和国家的关爱，也饱含使馆的祝福，希望大家度过一个安全健康、团圆喜庆的中国年。

　　中国驻斐济大使馆临时代办王旭光在“春节包”发放仪式上向全体旅斐华侨华人拜早年，期待旅斐侨胞们能够继续发挥融通中外的桥梁纽带作用，为促进中斐两国人民友谊与各领域交流合作作出新的贡献。

　　贴上红窗花、挂起红灯笼，在中国驻伊朗大使馆举办的“温暖迎春”新春联谊会上，大使常华向华侨华人及留学生代表发放了“新春暖心包”。常华说，期待广大在伊同胞一如既往爱国爱乡、情系桑梓。同时，希望大家积极融入当地社会发展，充分发挥联通中外优势，在深化中伊双方务实合作、扩大人文交流等方面多做贡献。

　　中国驻新西兰大使馆15日在首都惠灵顿举办新春慰侨观影会暨“春节暖心包”发放仪式。王小龙大使向在新侨胞和留学生代表送上新春祝福并表示，小小的暖心包是在新春佳节之际，为身在海外的大家带来祖国和家乡人民的一份牵挂、一份问候、一份祝福。

　　中国驻喀麦隆大使馆公参陈亚欧在“暖心包”发放活动上向在喀侨胞致以节日问候，感谢侨胞为中喀两国友好合作关系继续发挥桥梁纽带作用。

　　中国驻博茨瓦纳大使馆发放的“春节包”中除了春联、福字、贺卡、口罩、消毒湿巾等礼物，还有《中国领事保护和协助指南》《中国公民赴博茨瓦纳旅居旅游领保安全提醒100条》等实用小册子。王雪峰大使在和侨胞代表交流时表示，希望在博同胞大力弘扬中非友好合作精神，为增进中博友谊作出新的更大贡献。

　　中国驻古巴大使馆11日启动“温暖迎春”系列活动。马辉大使当天走访哈瓦那华人街，向50余名华侨华人送去 “温暖迎春”慰问包。侨胞们收到大米、面粉、牛奶、食用油等慰问品后表示，他们感受到来自祖国的温暖问候，希望中古两国友谊长青。

　　中国驻比利时大使馆发放的“新春暖心包”装有地方特色纪念品和国内特色食品。曹忠明大使表示，礼虽轻，但情甚重。“新春暖心包”传递的是祖国对海外学子的关心关爱，是密切使馆和留学人员联系的重要纽带，也是使馆践行外交为民理念的具体表现。

　　中国驻波黑大使馆日前举行“温暖迎春”慰侨团拜活动，并发放“春节包”。季平大使感谢在波同胞为两国关系发展所发挥的积极作用，强调党和政府时刻惦记着海外同胞的健康与平安。

　　中国驻西班牙大使馆日前向中国留学生发放“春节包”，为在西求学的游子们送去祖国的关怀和温暖。给留学生准备的“春节包”中除了口罩、洗手液等防疫物资外，还有许多中国零食——这些来自家乡的味道将陪伴留学生们度过一个欢乐而充实的节日。

　　中国驻纽约总领馆近日也启动了为领区内侨胞和留学生发放“春节包”的工作。总领馆专门为美东侨胞制作了独具中国特色的帆布包，寓意一帆风顺。黄屏总领事表示，“外交为民永不停步，祖国关怀永远在线”。党和政府时刻牵挂着每一位海外同胞的安危冷暖，祖国永远是最坚强的后盾，总领馆永远是同胞们的家。

　　收到“春节包”的侨胞们表示，感受到了祖国大家庭的温暖，非常感谢祖国对侨胞的关心和惦记。新的一年里，海外侨胞将不负祖国期望，为全面推进中华民族伟大复兴和促进中国与各国友好贡献力量。海外留学人员也表示，将立志做新时代的好青年，力争学有所成，早日归国为全面建设社会主义现代化国家添砖加瓦。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）