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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）
春节近 年味浓｜办年货逛庙会 民俗活动丰富多彩******
今天是农历腊月二十四，兔年春节越来越近。随着春节的临近，人们办年货、逛庙会，开展丰富多彩的民俗活动。
贵州毕节：备年货品年味 年货节拉开帷幕
昨天(14日)，贵州毕节的新春年货节拉开帷幕。琳琅满目的商品、丰富多彩的活动，让市民在逛年货市场的同时感受浓浓的年味儿。
在贵州毕节年货节的主会场，腊味食品、水果、茶叶等商品琳琅满目。除了特色农产品销售，还有写春联、剪纸、猜灯谜等送祝福活动。浓浓的年味吸引来不少市民和游客挑选年货。
游客 龙家丽：从六盘水过来的，来走亲戚。看到这地方今天特别热闹，也有很多农产品，合适的话带点回去过年。
毕节市商务局副局长 王伟：这次新春年货节，在毕节高铁站、各大商场超市都专门设有新春年货节的展台、展位，让市民朋友出门就能备年货。
据了解，当地还统筹了260多万元的消费满减资金，让市民游客在感受年味的同时同享优惠。
新疆：天山南北贺新春 多彩活动年味浓
近日，新疆天山南北贺新春非物质文化遗产年俗活动在乌鲁木齐启动，也拉开了新疆迎新春的序幕。
剪窗花、写春联、捏面塑，非遗传承人现场展示拿手绝活，吸引了不少市民参与体验。
乌鲁木齐市民 马子宸：今天我来做一只兔子送给我的爷爷，因为他属兔子，而且今年也是兔年。面塑还是非物质文化遗产，我觉得这个挺好玩的。
从1月14日到元宵节期间，新疆14个地(州、市)的文化场所将根据当地特色，开展812场次集文艺、非遗、灯会、美食为一体的年俗类活动。
与此同时，2023年新疆乡村村晚示范展示活动也同时启动。春节期间，以“一村独办、多村联办”形式的2000余场“村晚”将在新疆各地上演。
2023年新疆乡村“村晚”启动仪式负责人 张琦：通过“村晚”这样的特殊的、充满年味和老百姓广泛参与的形式，让我们的新疆广大老百姓自编自导自演，讲身边事儿，唱时代歌，演身边人这样的一个生动呈现，让我们一起感受浓浓的年味，喜迎兔年的到来。
青海海东：迎新春 逛庙会 赏非遗
这几天，青海省海东市平安驿河湟民俗文化体验地开启了当地迎接春节的系列庆祝活动。这里热闹喜庆的氛围，吸引了许多游客来此游玩。
总台记者 宋宇豪：在青海省海东市平安驿河湟民俗文化体验地，如今已经是张灯结彩，游人如织，充满了喜庆祥和的节日氛围。从今天一直到正月十六，市民朋友和游客们都可以来到这里逛庙会、赏花灯、品非遗，体验不一样的节日氛围。
平安驿河湟庙汇集了花灯、舞龙、舞狮等民俗活动，为游客奉上了精彩纷呈的视觉盛宴。此外，大家还可以在此享受地道的青海美食，感受浓浓的年味。
游客 申阳德：我希望新年以后，期中考试我能考个好成绩，希望今年压岁钱能收更多。
游客 杨倩倩：以后每一天都顺顺利利，大家都平平安安。
北京：千场演出展览迎新春佳节
记者从正在举行的北京市两会上了解到，春节临近，北京将陆续推出千余场演出和数十个展览，陪伴群众过大年。
据悉，北京104个演出场馆将在春节前后举办244台剧目1687场演出，满足不同年龄段观众的需求。经典戏曲和京味曲艺将齐聚全国地方戏演出中心，中国评剧院、北京曲艺团等轮番上演评剧、河北梆子、相声、鼓曲、快板等表演。北京儿童艺术剧院新创作的儿童剧《冰冰熊大冒险》将带领小朋友们开启一段深海冒险旅程。
北京市政协委员、北京演艺集团董事长 赵佳琛：雅俗共赏，既有殿堂级的，比如获得“文华大奖”和“五个一工程奖”的舞剧《五星出东方》，还有北京老百姓特别喜闻乐见的曲艺相声，这一次也力求做到融合创新。
此外，春节至元宵佳节期间，北京将推出78个展览和141项文博活动，打造兔年迎祥主题打卡博物馆、历史文化名人探访点、中轴线历史文化探访点等，涵盖中国国家博物馆、故宫博物院、北京工艺美术博物馆等。(央视新闻客户端)
（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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