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来源：明发彩票2023-08-04 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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习主席在达沃斯论坛这样破解时代之问******

　　一样的达沃斯风雪，不一样的世界风云。

　　时隔三年，各国嘉宾再次来到冬季的瑞士小镇达沃斯，参加于当地时间16日开始的世界经济论坛2023年年会。历经新冠疫情、乌克兰危机升级等重大事件，人们更加深刻地认识到，世界之变、时代之变、历史之变正以前所未有的方式展开。

　　全球经济脆弱、地缘政治紧张、全球治理缺失、粮食和能源危机叠加、南北差异拉大……世界怎么了，我们怎么办？这个摆在全人类面前的时代之问，迫切需要解答。

　　自2017年以来，中国国家主席习近平三次在达沃斯论坛发表演讲和致辞，从历史和哲学高度，阐释中国的经济全球化主张和构建人类命运共同体理念，深刻回答时代之问。深邃的思想穿越时空，愈发闪耀出真理的光芒，在大变局、大变革中愈发凸显引领的力量，在全球激发久久回响。

　　2023年刚开年，世界银行发布新一期《全球经济展望》报告，认为全球经济正“危险地接近陷入衰退的程度”。

　　放眼当今世界，多国滞胀的风险、多地冲突的硝烟、气候变化的危害、大国金融政策的负面外溢……全球焦点、热点、难点问题层出不穷，贫穷、分裂、动荡有增无减。

　　怎么看？“当今世界正在经历百年未有之大变局。这场变局不限于一时一事、一国一域，而是深刻而宏阔的时代之变。”——习近平主席洞悉时代之变，一语点明当今世界大势的根本特征。

　　怎么办？“世界上的问题错综复杂，解决问题的出路是维护和践行多边主义，推动构建人类命运共同体。”——习近平主席把握历史规律，展现信心勇气，为世界共迎挑战指明方向。

　　纵观历史，人类社会正是在战胜一次次考验中成长、在克服一场场危机中发展。只要在历史前进的逻辑中前进、在时代发展的潮流中发展，我们就能在危机中育新机、于变局中开新局，共同汇聚起战胜困难的强大力量。

　　从“充分利用一切机遇，合作应对一切挑战”，到“人类只有一个地球，人类也只有一个共同的未来”，到“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”……习近平主席在达沃斯论坛上生动真诚的话语，传递出一个鲜明主张：“团结就是力量，分裂没有出路。”

　　今年的达沃斯论坛年会以“在分裂的世界中加强合作”为主题。对习近平主席的主张，世界经济论坛总裁博尔格·布伦德深表认同。他说，应对全球性问题的出路是全球性解决方案。“中国坚定推动自由贸易，为团结各方发挥了重要作用。”

　　展望疫情后的世界，世界经济论坛常务董事萨迪亚·扎希迪有些忧心忡忡：疫情和地缘政治冲突将对世界经济造成深远影响，可能使过去多年的努力成果损失殆尽。

　　“如何建设疫后世界？”习近平主席在2022年世界经济论坛视频会议上的发问，道出各国人民的共同关切。

　　摆脱疫情阴霾、合力走出危机、实现经济复苏是各国人民的普遍心声。然而，世界范围内“脱钩”“断链”的噪音、杂音依然不绝于耳。那些以邻为壑、搞零和博弈者，打造“小院高墙”“平行体系”者，搞封闭排他的“小圈子”者，掣肘世界经济复苏，让经济全球化遭遇逆流、险滩。

　　经济全球化何去何从？习近平主席在达沃斯论坛上作出明确回答：“世界经济的大海，你要还是不要，都在那儿，是回避不了的。想人为切断各国经济的资金流、技术流、产品流、产业流、人员流，让世界经济的大海退回到一个一个孤立的小湖泊、小河流，是不可能的，也是不符合历史潮流的。”

　　2022年1月，习近平主席在2022年世界经济论坛视频会议上再次强调：“经济全球化是时代潮流。大江奔腾向海，总会遇到逆流，但任何逆流都阻挡不了大江东去。动力助其前行，阻力促其强大。”

　　“大海”“大江”，浩浩荡荡。和平、发展、合作、共赢的世界大势，不可阻逆。

　　坚持拆墙而不筑墙、开放而不隔绝、融合而不脱钩，推动构建开放型世界经济，才能将世界经济带出低谷。

　　大道至简，实干为要。无论是服贸会、广交会，还是消博会、进博会，场场人气满满、佳绩连连，中国主动与世界分享发展机遇，“投资中国就是投资未来”已成为普遍共识。外资准入负面清单持续缩减，海南自贸港扬帆起航，陆海新通道加快推进，内外联动、东西互济的全面开放新格局正在形成。从亚洲到欧洲，从非洲到拉美，中国“一带一路”项目高质量发展不断取得新成效，惠及各国民众。

　　“始终支持经济全球化”“坚定实施对外开放基本国策”“推进高质量共建‘一带一路’”“进一步融入区域和世界经济，努力实现互利共赢”——习近平主席反复宣示，开放的中国，始终以自身新发展为世界提供新机遇，始终站在历史正确的一边。

　　当今世界，两种场景同时上演：一边是粮食和能源价格上涨，加速“出产”亿万富豪，资源和财富继续向少数人集中；另一边则是全球人类发展指数连续两年下降，数亿人遭遇饥饿、贫困等生存危机。联合国秘书长古特雷斯感叹：人类正日益分裂。

　　南北鸿沟继续拉大，发展断层、技术鸿沟等问题更加突出，越来越多的人开始思考：世界需要什么样的发展？

　　“大道之行也，天下为公。”习近平主席2017年在达沃斯论坛年会上强调，要让发展更加平衡，让发展机会更加均等、发展成果人人共享，就要完善发展理念和模式，提升发展的公平性、有效性、协同性。

　　2021年9月，习近平主席在第76届联合国大会一般性辩论上提出全球发展倡议，呼吁国际社会关注发展中国家面临的紧迫问题。全球发展倡议，坚持发展优先，坚持以人民为中心，坚持普惠包容，坚持创新驱动，坚持人与自然和谐共生，坚持行动导向。这是中国推动构建人类命运共同体的又一生动实践，为破解发展难题贡献了中国智慧和中国方案。

　　“各国一起发展才是真发展，大家共同富裕才是真富裕。”“只有解决好发展不平衡问题，才能够为人类共同发展开辟更加广阔的前景。”

　　谋度于义者必得，事因于民者必成。全球发展倡议，得到国际社会热烈响应。联合国秘书长古特雷斯说，这一倡议正当其时，联合国予以明确支持并愿与中国就此开展合作，同各国一道推进落实。目前，已有100多个国家和多个国际组织支持倡议，近70个国家加入“全球发展倡议之友小组”，全球共谋发展的力量在不断壮大。

　　“我们是同处一个星球的人类命运共同体。”世界经济论坛创始人克劳斯·施瓦布在其思考疫后时代走向的著作中这样写道。

　　“我们今天所作的每一个抉择、采取的每一项行动，都将决定世界的未来。”一次次深刻阐述，一次次真诚呼吁，习近平主席在达沃斯论坛发出的声音穿越时空，为解决人类面临的共同问题贡献智慧与力量，为变乱交织的世界提供宝贵的确定性和稳定性。新时代中国将与世界上一切进步力量一道，坚定维护和践行多边主义，向着构建人类命运共同体的正确方向，让和平与发展的阳光普照大地，携手开创更加美好的未来。