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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）

元气淋漓 “中国历代绘画大系”泰和特展盛大开幕******

江西省委宣传部副部长黎隆武同志宣布“中国历代绘画大系”泰和特展开幕（王祺 摄）

　　大江网/大江新闻客户端讯 全媒体记者王琴红报道：丹青穿越时空，一展阅尽千年。1月9日，作为江西省新年伊始的重大文化盛宴之一，“盛世修典‘中国历代绘画大系’泰和特展”(以下简称“大系”泰和特展)震撼开幕。启动仪式上，浙江大学向泰和赠送了《中国历代绘画大系》图书丛书。数百件先秦汉唐、宋、元、明、清历代绘画精品的出版打样稿在“泰和文苑”集体亮相，为观众奉上了一场穿越时空的文化之旅。

浙江大学党委常委、宣传部长叶桂方向县委书记孙英剑赠送《中国历代绘画大系》图书丛书（王祺 摄）

　　展况

　　七大板块，汇聚绘画珍品300余件

　　“中国历代绘画大系”是一项规模浩大、纵贯历史、横跨中外的国家级重大文化工程，共编纂出版60卷226册，收录海内外263家文博机构的中国绘画藏品12405件(套)，涵盖了绝大部分传世国宝级绘画珍品，是迄今为止同类出版物中藏品收录最全、图像记录最真、印制质量最精、出版规模最大的中国绘画图像文献集成。为了让社会各界人士深入了解该项目，自2021年4月至今，先后在重庆、浙江等地举办了多次各具特色的阶段性成果展，并在2022年9月底登上国博舞台。

　　此次泰和特展展览面积1300多平方米，分“前言”“汉唐气象”“宋韵无尽”“元气淋漓”“明丽煊耀”“清流回荡”“结语”七大板块，展出绘画珍品300余件，利用图像、文字、视频、装置艺术、新媒体科技等多元化展示手法，全面呈现“中国历代绘画大系”所反映的中国古代绘画的宏富成就，其中甄选了各朝代江西本土优秀画作高清打样稿重磅展陈，如宋代董源、明末清初八大山人、清代江西画派等“国宝级”作品，彰显中国古代绘画中江西本土绘画的灿烂历史。

观众近距离沉浸式感受千年丹青的魅力（王褀 摄）

　　展源

　　深厚的历史渊源，让“大系”在泰和“落地”

　　“中国历代绘画大系”成果展为何能“落地”泰和？据介绍，泰和县与浙江大学有着悠久的历史渊源和深厚的感情。1938年，为保存文脉，浙大师生举校西迁到泰和办学，并呈现了大家云集、实力日增的良好局面。其间，泰和为浙大提供了一方安定祥和的办学之地，使浙大师生得以“安心读书”；浙大给泰和撒播了科学知识和求是精神，对泰和教育的发展和人才的培养起到了巨大的推动作用，浙大的求是思想、校歌、校训也在泰和孕育成熟。虽只有短短八个月时间，却在浙大史册上、也在泰和史册上写下了光辉的一页，浙大与泰和因此结下深厚情缘。

　　近年来，泰和与浙大校地互访不断、交流频繁、对接密切。2020年，泰和县与浙江大学签订了《全面战略合作协议》，开创了校地合作崭新局面。2021年，泰和县与浙江大学签订了《共建乌鸡产业研究中心协议》，全面借力浙大科研力量，助推乌鸡产业发展。

不少观众全家组团来打卡（王祺 摄）

　　观展

　　一场穿越千年的艺术之约，让观众“大开眼界”

　　走进“大系”泰和特展，就仿佛走入了一条千年的中华文明隧道。

　　特展首日，虽然外面下着雨，但依然有很多市民前来观展。有的凑近画作细细观察、有的围在画作下听其中的故事，更有甚者凝视画作许久，犹如置身画中。“大开眼界”“家门口一定要看的展览”“一场穿越时空的震撼之旅”，现场观众的褒奖不绝于耳。

　　记者注意到，每个亲临展览现场的人，第一反应都是震撼。“全是中外文博机构藏品，这个太难得了，肯定要来开开眼界。”肖女士说，前几天在网上刷到了开展的消息，于是今天就早早地来等候。

　　“在家门口就能看到这样的展览，让我很惊讶，也很自豪。希望此展能够长时间，或者长久留在泰和，让更多的人能够赴一场跨越时空的艺术之约。”一位当地观众有感而发。

　　展望

　　高标准建设文化艺术中心

　　丹青不老，回响千年。这次“中国历代绘画大系”国家级文化瑰宝展陈泰和，成了泰和最富魅力、最吸引人、最具辨识度的“精神高地”。

　　据悉，泰和县将以特展为开端，高标准建设县文化艺术中心，总投资2.38亿元，建筑面积3.2万平方米。作为文化新地标，泰和将积极引入省内外高校、党校、干部学院等设置中华优秀传统文化教学基地，全力打造新型艺术空间，加快建设泰和文化高地，为泰和经济社会高质量发展提供强劲文化支撑和文化动力。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）