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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）

以船作喻，习近平表达的中国世界观******

　　(近观中国)以船作喻，习近平表达的中国世界观

　　中新社北京10月11日电 (谢雁冰 黄钰钦)“在全球性危机的惊涛骇浪里，各国不是乘坐在190多条小船上，而是乘坐在一条命运与共的大船上”“世界各国乘坐在一条命运与共的大船上，要穿越惊涛骇浪、驶向光明未来，必须同舟共济”……

　　在不同国际场合，中国国家主席习近平曾多次以船作喻，揭示人类命运休戚与共的现实，呼吁各国携手应对挑战，合作开创未来。在观察家看来，这个形象的比喻也真切表达出中国的世界观。

　　今日之中国，不仅是中国之中国，而且是亚洲之中国、世界之中国。各国同在一艘船上，命运休戚与共，既表达出当今中国与世界的关系，也折射出中国与外界的相处之道。

　　2013年，习近平当选国家主席后首次出访，在莫斯科国际关系学院的演讲中，他第一次在国际场合阐发了人类命运共同体理念。2017年，日内瓦万国宫大会厅，习近平更详细阐释了人类命运共同体理念的提出动因、愿景与实施路径。

　　如今，这一理念受到国际社会越来越广泛的认同，多次被写入双多边会议和联合国文件，中国更以诸多实际行动践行这一理念。中老铁路全线通车，助力老挝实现由“陆锁国”向“陆联国”转变；中欧班列已铺画82条运行线路，通达欧洲24个国家的200个城市，逐步“连点成线”“织线成网”；中巴经济走廊建设迈入“快车道”，一系列能源、交通项目持续为巴基斯坦经济增长和民生改善发挥作用……

　　“一带一路”倡议首先成为构建人类命运共同体的抓手，从亚太到非洲，从欧洲到拉美，逐渐从一颗梦想的种子成长为枝繁叶茂的大树。截至目前，已有149个国家、32个国际组织同中国签署200多份共建“一带一路”合作文件。

　　中央党校(国家行政学院)国际战略研究院教授罗建波认为，“一带一路”倡议为各国携手发展搭建了新平台，为各国增进互信架起了连心桥，为解决全球治理赤字、和平赤字、发展赤字提供新动力，向全球明确传递出中国推动构建人类命运共同体的决心。

　　着眼当下，面对层出不穷的全球性挑战，世界各国同乘“一条命运与共的大船”这个比喻，更具现实意义。当百年变局和世纪疫情交织，乌克兰局势牵动世界，国际社会期待更多的稳定性和确定性。习近平从命运与共的视角出发，接连提出全球发展倡议和全球安全倡议，为处在逆流险滩中的世界阐明航向，得到越来越多国家的响应与支持。

　　中国不仅是倡议的提出者，更是推进落实的行动派，知行合一的中国力量积极推动各国握紧合作共赢之手——

　　新冠肺炎疫情肆虐全球之时，中国疫苗跨越山海，防疫物资走出国门，诠释出在命运与共的视角下，“没有人是一座孤岛”；

　　在联合国可持续发展议程落实进度面临“倒退”风险之时，中国连续举办进博会、服贸会、消博会，不断以自身的新发展为世界提供新机遇；

　　当今世界并不太平，面对纷乱复杂的乌克兰危机，中国既积极劝和促谈，又面向长远提出构建均衡、有效、可持续的欧洲安全框架，呼吁打开乌克兰问题政治解决的大门；

　　“安全是发展的前提，发展是安全的目的。”中国现代国际关系研究院研究员陈凤英表示，从提出“一带一路”倡议，到发起全球发展倡议、全球安全倡议，中国向世界提供了越来越多的公共产品，展现出同各国命运与共的胸怀和担当。

　　穿越惊涛骇浪，需要共同力量。中国不仅发出“要做什么”的倡议，也向世界传递“不做什么”的鲜明主张：摒弃冷战思维、反对单边主义，不搞集团政治和阵营对抗。

　　“霸权主义、集团政治、阵营对抗不会带来和平安全，只会导致战争冲突”“不能由个别国家的单边主义给整个世界‘带节奏’”“不能以多边主义之名、行单边主义之实”，在不同国际场合，习近平传递出的中国立场清晰明确，在一艘大船上必须同舟共济，“企图把谁扔下大海都是不可接受的”。

　　从坚定维护多边贸易体制，到在全球性挑战面前持续推动多边国际合作，从提出“金砖+”合作模式、为金砖机制探索发展空间，到积极推动上海合作组织发展扩员……作为首个在联合国宪章上签字的国家，中国更是加入了几乎所有普遍性政府间国际组织和600多项国际公约。以行践言，中国一直用行动诠释着何为真正的多边主义。

　　“不做什么”“要做什么”，习近平以明确的立场、清晰的表达阐明中国选择，也给出如何使这一条命运与共的大船行稳致远的中国答案。

　　“世界好，中国才能好；中国好，世界才更好”，站在新的历史起点，中国如何同世界携手一起向未来？回看北京2022年冬奥会闭幕式，“天下一家”焰火在鸟巢上空升起的那一刻，中华文化中对于世界大同的美好祝愿尽显，这亦是这个东方大国世界观最直观的表达。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）