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）
东西问丨短评：疫情歧视和偏见几时休？******
中新社北京1月14日电 题：疫情歧视和偏见几时休？
作者 崔白露
近期，中国发布新冠病毒感染乙类乙管总体方案和中外人员往来暂行措施，优化调整疫情防控措施。
对此，多数国家持欢迎和理解态度。但少数国家罔顾科学事实，针对中国游客采取歧视性入境限制，将疫情问题政治化，给全球团结抗疫蒙上阴影。而给出的理由颇为牵强，或称缺乏信息，或忧新型毒株，但在事实面前经不起推敲。
资料图：机组人员和旅客正在过检。长沙机场 供图首先，中国是否及时与世界分享疫情信息？据统计，中国调整防疫措施后，已在近一个月内同世界卫生组织开展4次技术交流会议，向各国通报最新情况，并持续通过全球流感共享数据库(GISAID)分享病毒基因序列，相关数据与其他国家取自中国旅客的基因组数据一致。疫情三年，中国依法、及时、公开、透明发布疫情信息，与世卫组织开展的技术交流多达60余次。可见，少数国家所谓“缺乏信息”并不属实。
其次，中国公民会否给他国带来疫情冲击？答案是否定的。当前中国本土流行的优势毒株奥密克戎BA.5.2和BF.7谱系，早在2022年5月和8月已作为主要毒株席卷全球大部分国家，此时再特殊对待这两个亚分支已无必要。世卫组织欧洲区域办事处主任克卢格表示，中国流行的毒株早已出现，不会对当前欧洲疫情造成大的影响；新加坡卫生部长王乙康也称，2022年最后4周，中国入境新加坡的确诊病例不到新总输入病例的5%，远低于一些国家和地区的占比。
目前，全球奥密克戎亚型变异株超650种，其中在美国流行的最新亚分支XBB.1.5，仅一周时间就使其本土感染比例从约30%飙升至43%，成为美国主导毒株，并在欧洲等地迅速传播。面对全球新威胁，全力应对新变异毒株，才是各国当务之急。
再次，对于是否存在对华歧视性做法问题，个别国家辩称，对中国旅客落地检测核酸等措施并无歧视，是“依照科学和客观的证据”。但病毒无国界，若真担心输入型病例，应对所有入境旅客一视同仁，或对新变异毒株流行的区域采取适当措施。只针对一国公民的做法，不仅无法阻止病毒传播，反而会加剧散播歧视和偏见。
民众在出入境接待大厅签证证件引导台前进行咨询。 中新社记者 蒋启明 摄许多人开始担忧，这种歧视性的防疫措施或引发西方社会针对亚裔的新一轮种族主义危机。美国一名亚裔作家在《纽约时报》发文指出，美国对中国公民的旅行限制，实际上是在重弹亚洲人是“病态另类”的老调，让美国亚裔再次成为种族主义者针对的“替罪羊”。
一直以来，少数国家的政客和媒体将疫情政治化、武器化，把病毒作为实施政治操弄的“利刃”，关心疫情为虚，攻击中国为实。当中国调整政策，这些曾极力要求中国“放开”的国家，立刻采行“双标”。如某些国外专家和媒体对中国表现忧心忡忡，却对暴发XBB.1.5的美国宽容大度，称不必对美实施旅行限制；反复提及中国疫情数据，却无视美国政府自2022年10月不再每日公布官方数据、多国早已停止发布感染统计的现实。
三年来，中国与新冠病毒持续斗争，顶住一次次疫情冲击，最大程度维护人民生命安全、身体健康和经济社会发展，成为全球抗疫合作的中坚力量，为优化调整防控措施创造积极条件。近期，中国因时因势调整政策，多家国际机构看好今年中国经济并将增长预期调高至5%以上，泰国、马来西亚、印度尼西亚、马尔代夫等周边国家期盼中国游客到访，对人员往来持欢迎态度。多数国家都客观、积极地看待中国，并为双方交流创造条件。
无论是应对疫情反复，还是复苏全球经济，离不开各国同舟共济，守望相助。应多一些尊重科学，少政治操弄，多一些客观公正，少歧视偏见，多一些团结互助，少以邻为壑，作出符合科学事实和公众利益的选择。(完)
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