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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）

大力保护传承弘扬黄河文化******

　　作者：赵文江（山西省社会科学院〈山西省人民政府发展研究中心〉党组成员、副院长）

　　党的二十大报告强调，推进文化自信自强，铸就社会主义文化新辉煌。黄河文化是中华文明的重要组成部分，是中华民族的根和魂，是增强文化自信自强和铸就社会主义文化新辉煌的重要载体，是实现伟大复兴的精神力量。保护、弘扬、传承黄河文化是落实黄河重大国家战略的重要任务。

　　黄河文化是中华文明的重要组成部分

　　黄河文化是中华民族之根。黄河是中华民族的母亲河，是中华民族的摇篮。许多远古时期的文化遗址都集中在黄河流域。炎帝与黄帝的融合、黄帝与蚩尤之战、嫘祖养蚕缫丝、尧禅位给舜、鲧禹治理水灾、后稷教民稼穑等神话传说都与这里有关。依据大量考古发现和古典文献记载，无可辩驳地证明黄河流域是中华文明起源的主要区域，是中华文明的重要源头。

　　黄河文化是中华民族之魂。黄河文化铸就了中华民族坚韧不拔、百折不挠的坚强意志。黄河文化塑造了中华民族天下为公、无私奉献的道德品质。大禹、贾鲁、栗毓美等治水英雄，以天下苍生为己念，以为民造福为己任，表现出了中华民族“大道之行、天下为公”的高尚情操。黄河文化孕育了中华民族勤劳务实、吃苦耐劳的精神品格。在进行农耕实践活动的过程中，黄河流域的先民们脚踏实地、不尚空谈，促使中华民族形成了勤劳务实、吃苦耐劳的精神品格。

　　黄河文化是增强文化自信自强的重要载体

　　文化自信是一个国家、一个民族发展中更基本、更深沉、更持久的力量。产生于黄河流域的汉字是世界上最古老的四大“自源”文字之一，也是其中一直沿用至今的文字。黄河文化中的儒家思想浸润了一代又一代中国人，构成了中华民族精神生活的重要内容。造纸术、指南针、火药及印刷术四大发明也都诞生于黄河流域。

　　黄河文化是实现伟大复兴的精神力量。一个国家、一个民族的强盛，总是以文化兴盛为支撑的，中华民族伟大复兴需要以中华文化的发展繁荣为条件。黄河文化作为中华文化的核心组成部分，在推进民族复兴进程中发挥着不可替代的作用。长期以来黄河文化带给中国人民强烈的民族自豪感和文化自豪感，构成了实现民族复兴的大众心理基础和基本精神动力。实现民族复兴所需要的自强不息的拼搏精神，所彰显的公平正义的价值取向，所强调的个人梦想和民族前途、国家命运的紧密关联，所主张的和平发展、合作共赢的理念诉求，都能在黄河文化中找到经典话语、内在依据和有力支撑。

　　多管齐下推进黄河文化的保护、传承和弘扬

　　制定落实黄河文化的发展规划。保护、传承、弘扬黄河文化是黄河流域生态保护和高质量发展这个重大国家战略不可或缺的组成部分。文化和旅游部、国家文物局、国家发展改革委联合印发了《黄河文化保护传承弘扬规划》。加强相关扶持政策的制定与实施，注重政策措施的系统性、协同性、操作性，为黄河文化的保护和发展提供政策红利。制定、落实和完善相关奖励、补贴政策，加大财政支持力度，整合现有资金，为黄河文化的保护、传承、弘扬提供强有力的保障。

　　推进黄河文化遗产的系统保护。黄河时空跨度大，夏、商、周、秦、汉、唐、宋等均在黄河流域建都，是当时的政治、经济和文化中心。黄河流域的文化遗产类型多样，不同时期、不同形态的文化遗产资源叠加交错，保护难度很大。按照体现黄河文化原真性、完整性的要求，考虑黄河流域文化遗产的保护现状和重要性，组织沿黄九省区开展黄河文化遗产的整体性、抢救性和预防性保护工作。加大黄河流域濒危文物抢救保护力度，实施一批古建筑保护抢险工程。健全和完善黄河流域非物质文化遗产代表性项目名录体系，建设一支专业的非遗专家和人才队伍，建立非物质文化遗产知识产权制度。

　　提升黄河文化的研究水平。整合黄河流域内历史、政治、哲学、文学、法律、经济等领域的相关科研力量，建立“黄河文化研究”大课题组，加强黄河文化资源挖掘及深度研究，充分挖掘黄河文化蕴含的时代价值，讲好“黄河故事”。对黄河文化进行整体研究。要从整体上研究黄河文化的内涵、外延、特质、历史变迁以及在中国历史上的地位。对黄河文化进行分区域研究。对于山西来说，就是要深入开展云冈学研究、山西民族文化大融合研究、山西根祖文化研究、河东文化研究、山西黄河非物质文化遗产研究等文化研究工程，以便更准确地把握山西黄河文化的历史发展脉络、文化内涵和时代价值。

　　搭建黄河文化的交流平台。成立高规格的“黄河文明研究院”，吸引有志于黄河文化研究的专家学者积极参加，形成较为完备的黄河文化研究机制与研究格局。成立“沿黄九省区黄河文化研究联盟”，打破黄河文化研究的地域限制，共享研究成果，全面拓展研究的深度和广度，开创黄河文化研究的全新局面。主办“黄河文化专题论坛”，从全局和战略的高度，为国家制定沿黄地区高质量发展的相关政策提供理论支持。

　　开展黄河文化的宣传普及。要综合运用报纸、书刊、电台、电视、互联网、微信、微博等载体，融通多媒体资源，统筹宣传、文化、文物、旅游等力量，创新表达方式，加强优秀黄河文化艺术作品的传播推广，扩大黄河题材优秀文化艺术作品的影响力。要从黄河传统文化中提炼题材、获取灵感、汲取养分，推出一批精品力作，以耳濡目染的方式，将黄河文化植入人们心中。

　　推进黄河文化旅游融合发展。塑造独具特色的黄河文化旅游品牌，要发挥黄河文化内涵助力品牌建设的作用，通过品牌文化凸显黄河文化内涵的特色和精神，不断增强黄河文化旅游的影响力。打造以黄河文创产品开发、黄河景区提升、旅游线路策划、现代农业发展等为核心的黄河流域旅游市场龙头企业。发展主题文化旅游，充分利用黄河文化的资源优势，规划设计出一批“山西世界文化遗产旅游线”“晋南华夏根祖文化旅游线”“晋陕大峡谷旅游线”等专题研学旅游线路，引导游客通过文化旅游的方式不断感知黄河文化的独特魅力。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）