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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）
（新时代新征程新伟业）探访“中国幸福村”江西进顺村：村民变股东 福利惠民生******
中新网南昌11月27日电 题：探访“中国幸福村”江西进顺村：村民变股东 福利惠民生
记者 李韵涵
初冬时节，江西进顺小康家园在太阳的照耀下暖意浓浓，一座座花园式楼房错落有致，村内的老年大学不时有悠扬音乐声传来，中间的花园广场有人牵着宠物闲庭信步，也有孩童怡然自乐，一幅“乡村共富图”正在村内徐徐展开。
图为进顺村党委第一书记罗玉英向记者介绍进顺村的发展历史。 记者 刘占昆 摄很难想象，追溯到数十年前，“硬木扁担杉木桶，代代不离驼背种。一根扁担两只篮，有女莫嫁上窑湾。”是江西省南昌市青山湖区湖坊镇进顺村的真实写照，这里的村民曾经以卖菜为生，是当地有名的“菜农村”。
据进顺村党委第一书记罗玉英介绍，作为“城中村”的进顺村经历了“盘活资产打基础、以地换地拓空间、招商引资谋发展”三个发展阶段，村民也经历了从农民到职工、从职工到股东的身份转变。
图为进顺村党委书记、村委会主任罗来昌(左)与同事交谈工作。 记者 刘占昆 摄进顺村是江西第一个推行村集体产权制度改革的村庄，把村集体企业股份(收益权)100%量化到每一位村民，让村民人人是股东、年年有分红。2021年度，村民股份分红930多万元，每股分配率达11.5%，人均分红6700多元，户均分红20000多元。
经过不断改革与发展，进顺村先后荣获“中国十大名村”“中国十佳小康村”“中国幸福村”等二十多项国家级殊荣。2021年，全村固定资产20余亿元，实现总产值55.6亿，村集体纯收入5906余万元，村民年均收入35600元。
图为进顺村卫生所医生魏翠红(左)正在问诊就医的村民。 记者 刘占昆 摄“以前我们都以农业为主，生活比较苦。现在村集体经济发展起来了，我们也更想回村工作。”今年43岁的魏翠红是进顺村卫生所的医生，也是一名土生土长的进顺村村民。
“卫生所可以免费测量身高体重还有血压，还会定期组织给村民免费体检，进行各类健康知识普及宣讲。”魏翠红说，随着生活水平提高，村民的健康意识也逐步提高。此外，进顺村的村民如果患有重大疾病，村里也会给予一定的补贴。
图为进顺社区邻里中心门口的村民。 记者 刘占昆 摄魏翠红提到的“大病补贴”仅仅是进顺村内多种福利保障的其中之一。股份分红、老人长寿奖、升学奖学金、大病救助金、社会保险统筹……在有着“中国幸福村”之称的进顺村，20种福利涵盖医疗、教育、养老等各方面，“幸福”不仅仅是一个称号，更是一份份触手可及的福利。
图为进顺村老年大学内正在学习舞蹈的老年人。 记者 刘占昆 摄进顺村党委书记、村委会主任罗来昌告诉中新网记者，在各项福利政策的基础下，2021年进顺村又新增了退休村民补贴，全村416名退休村民每月可领800元退休补贴，2021年用于村民福利保障费用突破2000万元。
在2017年，进顺村就率先建立江西首个村级老年大学，发展至今，已颇具规模。在老年大学门口，摆放着今年秋季课程表，舞蹈、声乐、时装、瑜伽等课程将周一至周五排得满满当当。
图为航拍下的江西进顺小康家园，一座座花园式楼房错落有致。 记者 刘占昆 摄“这里环境很好，老师也很耐心，原来自己只能跳跳广场舞，现在来学习跳舞也很有成就感。”退休将近20年的胡群慕名而来，报了进顺老年大学的舞蹈班。她表示，在老年大学的生活十分充实，既能丰富退休生活，也能锻炼身体，还能为子女后代减轻负担。
“村里投资的工业园升级改造工作已经在进行了，未来还要开拓一些新的经济增长点，继续提高村民的福利待遇。”谈及进顺村未来的发展，罗来昌依旧信心满满。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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