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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）

更好统筹质的有效提升和量的合理增长******

　　作者：权衡（上海社会科学院党委书记、上海市习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心特聘研究员）

　　发展是党执政兴国的第一要务，发展必须是高质量发展。质的有效提升和量的合理增长是经济合理运行和发展的规律性体现，是实现高质量发展的内在要求，有利于探索和形成经济增长的新源泉新动力。需更加注重长短政策优化组合，更好统筹经济质的有效提升和量的合理增长，推动高质量发展取得新成效。

　　中央经济工作会议强调，“坚持发展是党执政兴国的第一要务，发展必须是高质量发展”“要更好统筹经济质的有效提升和量的合理增长，坚持以质取胜，以量变的积累实现质变”。实现质的有效提升和量的合理增长，对做好2023年经济工作，着力推动高质量发展具有重大理论和现实意义。

　　内在逻辑和现实要求

　　科学把握经济运行过程中质的有效提升和量的合理增长，既有利于准确理解“高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务”，也对推动经济运行实现整体好转至关重要。

　　质的有效提升和量的合理增长是经济合理运行和发展的规律性体现。经济的运行和发展是总量增长和效益提升的辩证统一的变化过程。经济发展既有生产要素投入和产出的增长变化，如表现在总量、规模、速度等具体指标上，同时往往也必然伴随着经济结构、产业结构、就业结构和收入结构等方面的深刻变化。尤其是受技术革命等因素的影响，经济运行内在的投入产出结构以及效率、质量和效益也会发生相应的变化。因此，量的积累是经济增长的基础和条件，质的提升则是经济增长的动力和目标，经济运行的质和量互为条件，相辅相成、相互作用。

　　质的有效提升和量的合理增长是实现高质量发展的内在要求。进入新发展阶段，要完整、准确、全面贯彻新发展理念，加快构建新发展格局，着力推动高质量发展。高质量发展是体现新发展理念的发展，要推动经济发展质量变革、效率变革、动力变革。保持经济运行在合理区间，既需要有质的有效提升，也需要有量的合理增长。从质的有效提升来说，意味着经济增长更加注重投入产出率、技术创新和进步以及产品质量、市场效益、资源配置效率、生态环保等方面的要求。从量的合理增长来说，需要在质的有效提升基础上有高效益、高质量的投入产出和较快的规模增长、速度增长，这样的增长也必然带来就业、收入方面的稳定增长。

　　质的有效提升和量的合理增长有利于探索和形成经济增长的新源泉新动力。现代经济增长理论研究表明，一国或者一个经济体的经济增长，其真正有效的源泉和动力，并不是来自于要素投入的数量和规模大小，而是主要来自于全要素生产率的提升，其中主要包括劳动生产率、技术进步效率和资源配置效率等。尤其是从经济长期增长的趋势来看，增长源泉和动力主要来自于全要素生产率。因此，推动经济高质量发展，就是要把长期经济增长的动力和来源主要放在依靠提升劳动生产率、技术进步效率、创新效率以及资源配置效率上，着力提高全要素生产率。这样既可以实现质的有效提升，又可以实现量的合理增长。

　　更加注重长短政策优化组合

　　中央经济工作会议强调，“突出做好稳增长、稳就业、稳物价工作，有效防范化解重大风险，推动经济运行整体好转，实现质的有效提升和量的合理增长，为全面建设社会主义现代化国家开好局起好步”。为此，需要从如下几方面入手，更加注重长短政策优化组合，更好统筹经济质的有效提升和量的合理增长，推动高质量发展取得新成效。

　　一是把稳增长的政策手段与实施创新驱动发展的各项政策有机结合起来，使短期内的增长过程更多孕育和形成长期的新动力和新动能。做好2023年经济工作，短期内需要稳增长，积极的财政政策要加力提效，通过优化组合赤字、专项债、贴息等工具积极促进经济增长。同时，政策手段要更加突出培育有利于长期增长的内生动力，更加注重推进科技创新，催生各种新业态、新经济和新模式，防止盲目投资和重复建设。要通过积极的财政政策和稳健的货币政策，加大宏观政策调控力度，加强各类政策协调配合，形成共促高质量发展的合力。

　　二是把实施扩大内需战略同深化供给侧结构性改革有机结合起来，实现供需匹配和动态均衡发展。做好2023年经济工作，要着力扩大国内需求，要把恢复和扩大消费摆在优先位置，充分发挥内需尤其是消费需求的作用，进一步增强消费能力，积极改善消费条件，创新各类消费场景，最大程度释放消费潜力和活力。同时，也要继续深化供给侧结构性改革，建设现代化产业体系，形成高质量的供给体系和供给能力，推动技术创新、供给创新、产业创新、产品创新，使供给侧更加灵活及时地适应需求侧的变化，有效发挥供给创造需求的重要作用，增强高质量发展的内生动力。

　　三是把引导实际经济增长的总量政策手段与提升潜在经济增长率的结构性政策工具有机结合起来，最大限度提升潜在经济增长率。由于各种不确定性因素冲击，短时期我国实际经济增长率往往会出现不可避免的波动和变化。因此，做好2023年的经济工作，短期内各种总量性政策着力点要放在如何更好引导和稳定实际经济增长率上来，防止经济运行出现波动带来的就业、物价等大幅度变化。同时，各种结构性政策也要更加关注和提升潜在经济增长率，尽可能确保实际经济增长与潜在经济运行轨迹保持基本一致。要尽可能实现资源最优配置和全要素生产率提升，最大限度激活和提高潜在经济增长率，推动实际经济增长既符合市场预期，也符合潜在经济增长率水平。这也是当前和今后一个时期保持经济运行在合理区间的重要选择。

　　四是把稳增长的一揽子经济政策与改善民生的社会政策体系有机结合起来，推动经济社会高质量发展。做好2023年经济工作，既要推动经济稳定增长，实现就业、收入和物价等基本稳定，同时也要发挥社会政策的兜底保障作用，把城乡协调发展与扩大内需有机结合起来，把城乡居民的就业保障与解决民生需求结合起来，不断增强人民群众的获得感、幸福感、安全感。

　　五是把稳增长与积极改善市场预期、提振市场信心有机结合起来，确保经济运行建立在理性的良性的心理预期上。稳定预期与稳定增长同等重要。目前，需求收缩、供给冲击、预期减弱三重压力仍然较大，预期减弱的压力影响也较为深刻，亟需有效的积极引导，及时消除各种疑虑，减少不确定性，增强可预期性及指导性。特别是要通过全面深化改革开放，以更加成熟定型的制度体系积极引导和稳定市场预期、提振市场信心，为实现质的有效提升和量的合理增长、确保经济运行在合理区间注入新的动力和活力。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）