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来源：凤凰彩票下载app2021-08-05 17:48

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）

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“岭南古郡”广西钦州的特色年味******

　　(新春走基层)“岭南古郡”广西钦州的特色年味

　　中新网钦州1月17日电：“岭南古郡”广西钦州的特色年味

　　记者翟李强杨强

　　1月15日，壬寅年农历腊月二十四，年已七旬的广西钦州灵山烟墩大鼓非物质文化遗产传承人黄平修踏上约一米高的铁板凳，擂响了他新年的第一通鼓，鼓声震耳撼人。黄平修介绍，这种闹春的鼓声在附近的村庄里将会持续至元宵。

　　烟墩大鼓系钦州市灵山县烟墩镇一带的一项独特而古老的传统器具，相传起源于古代先民用作驱鬼避邪、驱赶猛兽和传递战争信号的器具，如今已演变成当地迎春、祈福、庆祝丰收，或用于开业庆典等的乐器，列入了广西壮族自治区级非物质文化遗产保护名录。

　　在烟墩镇邓塘村的烟墩大鼓工作室里，陈列着多面赛人高的大鼓，最高的一面约有3米，每一面大鼓都用很多钢丝绳由鼓面绷至鼓脚。黄平修介绍，这些大鼓都是用樟木和牛皮制作的，有了钢丝绳的作用，通过调节鼓脚的木楔就可以改变大鼓的音效。

　　黄修平说，击鼓闹春是当地传统习俗，每逢大年初二，附近各村还会聚集在一起斗鼓，比拼鼓声，祈求风调雨顺，驱疫辟邪，2023年春节也不会例外。

　　在灵山县佛子镇大芦村，始建于清朝乾隆十二年的东园别墅前，几位老人围坐一起烤火聊天，古宅里，刚从广东放假返乡的劳会正在为古宅和乡亲写春联，他的三个孩子围着桌子聚精会神地看着。劳会每写一字，他侄女就帮着拉一下红纸。一旁的劳永秀和她的侄子也一样默契地配合着，完成了一副又一副的春联。

　　这个传统在大芦村年年都有。劳会说，他的爷爷生前也是每年都给村里人写对联，就是因为有这样的熏陶，他热爱书法，执着于写春联的传统。1997年爷爷去世后，他就接过棒来了。带上孩子们，就是想让他们感受传统。

劳会领着孩子们在大芦村古宅里写春联。　翟李强摄

　　劳永秀告诉记者，她为古宅写春联是从2019年回到老家工作后开始的，之前都是老长辈写，现在年轻人慢慢接任了。

　　据了解，大芦村以古屋、古树和古楹联而闻名，是目前广西发现的保护最完好、规模最大的明清建筑群，现保存有305副古楹联，因而被誉为“广西楹联第一村”。

　　春节临近，年味愈发浓烈。与烟墩镇相邻的灵山县沙坪镇街上，人们正在忙着置办年货，人流车流叫卖声交错在一起，很是热闹。芝麻饼是当地的民众喜爱的特色小吃之一，是人们常备的年货。糯米制作的饼皮，用叉烧、薯蓉等作馅，再裹上一层芝麻，经过烘烤，香脆可口。

工人在赶制芝麻饼。　翟李强摄

　　“今天到现在都没停过。”1月16日下午，冯艺的工人在忙着打包芝麻饼给客户发货，他的车间里，工人们在忙着赶制新一批芝麻饼。冯艺介绍，他从2003年开始生产芝麻饼，每年中秋和春节前是最忙的时候，2022年从农历十月底开始至今生产了逾100万个，目前已经卖了九成。

　　在灵山，年味也缺不了大粽子，有“无粽不成年，唯喜必有粽”的说法。灵山大粽广西自治区级非物质文化遗产传承人大粽哥张龙芬介绍，灵山大粽以大而著称，状如枕头，主要用野生冬叶和糯米、绿豆、猪肉、猪蹄、鸡等包制而成，标准的灵山大粽一般都有4斤重，大的庆典大粽有几百斤重，寓意“传宗接代、高中状元、光宗耀祖等。逢年过节，灵山人以大粽、粉利、芝麻饼“吉祥三宝”迎来送往，寓意家庭团聚，总之顺利。