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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）

观千里“江山”，感知习近平眼中的“人民”******

　　(近观中国)观千里“江山”，感知习近平眼中的“人民”

　　中新社北京9月22日电 题：观千里“江山”，感知习近平眼中的“人民”

　　作者 钟三屏

　　中央党史和文献研究院法文专家戴维力(Jean DELVIGNE)的手机里，存着北宋王希孟所作《千里江山图》的扫描照片，这是他为了翻译“江山就是人民、人民就是江山”特意下载的。

　　如何为中国最高领导人习近平多次谈到的这句话找到最精准的翻译？这位外籍专家观中国山岳河流，品读中华文化，感受到“江山”在中国政治词汇中的独特意涵：“江山”是中国人对国家和政权的形象表达，与人合为一体、不可分离，人民是“江山”的核心。

　　古往今来，跨越语言、肤色和地域，国家与人民的关系始终是一个重要命题。执政者如何认识和感知“人民”，也是一门“世界语”。

　　“江山就是人民、人民就是江山”，习近平道出了当代中国对“人民”的理解。

　　以世界背景为参照，更能感知习近平这句话的“中国味道”。

　　戴维力从西方文化中为它找到了一个对应的表达——拉丁语短语“Vox Populi, Vox Dei”，意思是“人民的声音至高无上”。

　　在戴维力看来，中国政治家所说的“江山”象征一种天然有机的权力，“天人合一”，“江山”和“人民”融为一体，就像人们日常喝水、用水种地一样“无法分开”。而西方人通常认为人和大自然是分开的，西方的政治、制度和哲学都在讲“分离”，这是中西方最根本的不同。

　　“如果我们从政治理论来分析‘江山就是人民、人民就是江山’，这句话就像习近平在说‘我们的政治制度和我们的人民不分离’。”戴维力说。

　　从历史角度看，今日中国执政者对人民的认知，以中华传统文化为“源”，以中国社会土壤为“根”。

　　中国人千年前就提出“民惟邦本，本固邦宁”“天地之间，莫贵于人”，把人摆在社会和价值体系重要位置。在论述关于国家制度和治理的丰富思想时，习近平多次强调民本观念对执政的借鉴意义。

　　在继承爱民利民、富民惠民等理念基础上，中共提出“党在任何时候都把群众利益放在第一位”的人民立场，赋予民本新的时代价值。习近平强调，中国共产党“根基在人民、血脉在人民、力量在人民”。

　　中国共产党探索本国道路的百年史，也是一部“人民观”的践行史。

　　在中国著名的政治地标北京长安街上，中南海新华门内影壁上的“为人民服务”五个大字，就是百年基因最显性的表达。

　　习近平指出，“打江山、守江山，守的是人民的心”。在观察家看来，习近平关于“江山”和“人民”关系的阐述，究其本质强调的是“人心向背”这一根本性问题。

　　放眼世界，“治乱兴衰”的案例屡见不鲜。习近平反复用“塔西佗陷阱”“霸王别姬”“历史周期率”等经验教训告诫全党，“政之所兴在顺民心，政之所废在逆民心”。

　　戴维力还观察到，中共执政者与西方现代国家的一个区别，是不仅代表人民，还带领人民，“通过说服人民，让人民赞同，带领人民去做伟大的事业”。

　　从“人民江山论”视角出发，中共把人民看作江山本身、视为建政执政的价值所在，也为跳出历史周期率提供了启迪。

　　“‘江山就是人民、人民就是江山’，这就像是一句可以雕刻在人民大会堂外观上的话，代表了一个最重要、最基本的原则。”戴维力说。(完)(图片素材来源：新华社、中新社、中新网)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）