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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）

（新春见闻）台商返乡过年：讲述打拼故事，期盼春暖花开******

　　中新社北京1月22日电 题：台商返乡过年：讲述打拼故事，期盼春暖花开

　　作者 朱贺

　　随着两岸防疫措施的调整，许多在大陆打拼的台商在今年新春假期返台过年。

　　吃到久违的家乡味，陪长辈采买年货，和老友相约聚餐……多位台商接受中新社记者采访表示，他们在行李箱中装满了为家乡亲友准备的心意，一同带去的还有在大陆的收获，在团圆气氛中，一家人共盼新年春暖花开。

　　李绍嬅：用点心串联两岸之爱

　　大年初一，在北京经营“彩虹天使咖啡屋”的店主李绍嬅一家穿上喜庆的红衣，带上各式礼品从台北回到高雄老家向长辈拜年。与家人围炉谈天、重温台湾年味，李绍嬅讲述了这一年在大陆打拼的故事。

　　2022年，李绍嬅所在的这家由听障烘焙师为主要员工的咖啡屋迎来许多新变化：听障师傅的手艺不断提升，开发了更多点心品类；越来越多爱心人士不仅为咖啡屋提供公益支持，也关注听障师傅的成长。

　　返乡的行李箱中，李绍嬅装满了来自咖啡屋的点心，她认为是“最珍贵、温暖又真实的新年礼物”。

　　走在台北街头，看到许多老牌店铺受疫情影响关门歇业，李绍嬅感觉家乡的模样“有点模糊”；重逢久别的老友，则让她找回了往日的熟悉感。

　　“许多台湾的爱心人士未曾到过大陆，但一直关心着咖啡屋。”李绍嬅说，有八十多岁的老奶奶赶来和她见面，表示愿为咖啡屋尽一份心；也有朋友为了解咖啡屋的故事，专门下载大陆社交软件。

　　李绍嬅期待，接下来继续坚守创立咖啡屋的初心，串联起更多两岸之爱。

　　徐韬：公司已走过艰难时刻

　　“北漂一族”台青徐韬赶在春节前回到台北，“今年一落地就能和家人相聚，感觉团圆氛围格外浓”。

　　除夕吃年夜饭，徐韬与家人收看了大陆春节联欢晚会；正月初二、初三走亲访友，他打算分享从北京带来的特产和创业新收获。

　　2022年，由徐韬和大陆伙伴创办的网约工作平台成功获得融资，并将业务从北京拓展至上海、深圳等地，他表示，“尽管公司曾受疫情波及，但已走过艰难时刻，我对未来充满信心”。

　　这个春节，平台恢复了往日的忙碌。徐韬说，仅2023年元旦三天，平台订单量就已达去年12月的两倍，“在一定程度上反映了线下消费市场的活力，展现大陆经济的韧性”。

　　返乡前一周，徐韬走访了大陆四个省份，为新年在各地成立分公司做准备。他说，能在大陆经济复苏过程中提供灵活就业岗位，感觉自己做了小小贡献，“特别有成就感、参与感”。

　　陈圣儒：见证民众养老观念变迁

　　带着北京冬奥吉祥物“冰墩墩”和兔年特别版“兔墩墩”回到云林老家，台湾青年陈圣儒有些近乡情怯，“既期待又有点害怕”；听见年逾九旬的阿公用闽南话喊出自己的小名，他的心中暖意涌动。

　　从小在长辈身边长大，陈圣儒对年长者有天然的亲近。如今在北京延庆从事养老行业已有五年，他所在的五家养老驿站获得了北京市星级评定。在京郊乡村走访，他教会村中长辈收发快递、打视频电话，“真正有融入当地的感觉”。

　　“从前想着将台湾的养老理念照搬至大陆，后来发现需求因人而异。”陈圣儒表示，大陆经济飞速发展，智能化和网络化加速了民众需求的个性化，大家更注重活得健康、活出质量。

　　回顾此前在大陆过年，陈圣儒除体验吃饺子等北方年俗，也会与海峡对岸的家人视频连线，相约“云”喝酒，分享生活趣事，“尽管见不到面，但心的距离始终没变”。如今面对面团圆，陈圣儒打算暂时放下工作，专心陪伴阿公阿嬷。

　　说起新年愿望，陈圣儒期待有更多人走出家门，“无论年轻人还是长辈，旅游也好，采摘也好，总之要热情拥抱即将到来的春天”。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）