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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）
国际锐评｜这座“里程碑”引领中阿迈向更好未来******
“这次峰会是中阿关系史上一座里程碑，必将引领中阿友好合作迈向更美好的未来！”当地时间9日，中国国家主席习近平在沙特首都利雅得举办的首届中国－阿拉伯国家峰会上发表主旨讲话，强调要继承和发扬“守望相助、平等互利、包容互鉴”的中阿友好精神，构建更加紧密的中阿命运共同体，并提出中阿务实合作“八大共同行动”。双方发表《首届中阿峰会利雅得宣言》等成果文件，一致同意全力构建面向新时代的中阿命运共同体。这是本次峰会取得的最重要政治成果。
这次峰会是新中国成立后第一次与阿拉伯国家集体举行的领导人峰会。峰会决定将中阿关系提升至新高度，是对传统友好的传承，更是面向未来的开创。
早在2000多年前，中阿两大民族就有了往来。陆上丝绸之路和海上香料之路成为沟通东西方文明的两条大动脉。新中国成立后，中阿在争取民族独立、实现民族振兴、推动共同发展的道路上肝胆相照、风雨同舟，成为南南合作的典范。首届中阿峰会的举办，标志着中阿合作论坛的深度和广度被提升到新的层次，反映了双方在新形势下加强互利合作的期盼。
当前世界进入新的动荡变革期。一方面，世界经济复苏乏力，局部冲突和动荡频发。一方面，个别西方大国推行单边主义、霸权主义，给他国和平与发展造成干扰。中阿都主张维护以国际法为基础的国际秩序和多边主义，维护发展中国家利益，捍卫发展中国家权利。同时，中阿都面临实现民族振兴、加快国家发展的历史任务。双方构建更加紧密的中阿命运共同体，有助于服务各自发展目标。首届中阿峰会的召开，可以说正当其时。
如何构建面向新时代的中阿命运共同体？峰会上，中方既提出了理念主张，也给出了行动方案。
“我们要坚持独立自主，维护共同利益”“我们要聚焦经济发展，促进合作共赢”“我们要维护地区和平，实现共同安全”“我们要加强文明交流，增进理解信任”——习主席提出的这四点主张，契合中阿加强全方位合作的现实需要，为构建面向新时代的中阿命运共同体指明了方向。
和平与安全是阿拉伯国家的突出关切。作为真诚朋友，中国始终为中东和平发挥建设性作用，从不谋求什么地缘私利，更无意去填补所谓的“权力真空”。本次峰会上，习主席强调，中方支持阿拉伯国家自主探索符合本国国情的发展道路，把前途命运牢牢掌握在自己手中。针对中东问题核心巴勒斯坦问题，习主席强调，国际社会应该坚定“两国方案”信念，中方将继续向巴方提供人道主义援助，支持巴方实施民生建设项目。这体现了中方说公道话、办公道事的一贯立场。
阿拉伯有句谚语：“语言是叶子，行动才是果实。”构建面向新时代的中阿命运共同体，双方都要有实打实的行动。本次峰会上，习主席提出，未来3到5年，中方愿同阿方一道推进“八大共同行动”。这是构建中阿命运共同体和落实《中阿全面合作规划纲要》的第一步。
从具体合作清单看，涉及支持发展、粮食安全、卫生健康、绿色创新、能源安全、文明对话、青年成才、安全稳定等8个领域。这展现出中方愿与阿拉伯国家共同发展的真诚意愿。《阿拉伯人消息报》9日发文指出，在国际格局发生重大变化、需要加强战略合作的背景下，广阔的发展前景正在等着阿中双方。
中国需要阿拉伯国家，阿拉伯国家也需要中国。构建面向新时代的中阿命运共同体，是对两千多年丝路情谊的传承，是各自实现民族振兴、加快国家发展的需要，也是这个变革大时代所需。在新蓝图指引下，中阿关系将提质升级，更好造福双方人民，为世界和平和发展贡献更大力量。
(央视新闻客户端 国际锐评评论员)
（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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