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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）

当“丝路明珠”遇到上合，读懂习近平所说的历史启迪******

　　(近观中国)当“丝路明珠”遇到上合，读懂习近平所说的历史启迪

　　中新社北京9月17日电 (记者 梁晓辉)“古丝绸之路为亚欧大陆商品物产大流通、科学技术大传播、思想观念大碰撞、多元文化大交融作出巨大贡献，也为上海合作组织国家实现和平与发展提供了历史启迪。”在上合组织撒马尔罕峰会上，中国国家主席习近平如是说。

　　当地时间15日至16日，上海合作组织成员国元首理事会第二十二次会议在乌兹别克斯坦的古丝路名城撒马尔罕举行。于撒马尔罕观上合组织发展，延绵千年的“丝路精神”与不断发展的“上海精神”在此交汇。

　　“文明的十字路口”“地球的不老容颜”“举世闻名的丝路明珠”……当千年古城开启“上合时间”，撒马尔罕如何以其悠久的历史照鉴未来，带给世人思考。

　　历史上，撒马尔罕因古丝绸之路而兴，如今成长为丝绸之路经济带上的重要城市，映照了以和平合作、开放包容、互学互鉴、互利共赢为内涵的“丝路精神”。

　　而现实中，上合组织因互信、互利、平等、协商、尊重多样文明、谋求共同发展的“上海精神”，走出一条新型区域组织的合作与发展道路，不断展示出生命力。

　　“‘上海精神’与‘丝路精神’是相通且一脉相承的。”中国上合组织研究中心秘书长邓浩认为，二者都抓住了人类文明发展的大势，主张平等、交流、合作、共赢，“站在了人类历史正确的一边”。

　　上合组织成立于2001年，以协调解决成员国棘手的安全问题为出发点，一路延伸至经济、文化等多领域合作，职能不断扩大的同时，成员也由最初的6国增至8国。

　　起初，上合组织并不被看好甚至被误读、唱衰，然而走过20多年，上合大家庭“朋友圈”不断扩大，向心力和吸引力不断上升，一路发展成为当今世界幅员最广、人口最多的综合性区域组织。

　　回顾上合组织20多年的发展历史，习近平在撒马尔罕峰会讲话中总结其“成功密码”：坚持政治互信，坚持互利合作，坚持平等相待，坚持开放包容，坚持公平正义。在题为《把握时代潮流 加强团结合作 共创美好未来》的讲话中，他还指出，这5点经验充分体现了互信、互利、平等、协商、尊重多样文明、谋求共同发展的“上海精神”。

　　“上海精神”是上合组织的理念基础和行动指南。邓浩认为，上合组织成功的根本，在于这一理念具有先进性。

　　邓浩说，“上海精神”超越了当下一些西方国家长期奉行的“冷战思维”“霸权思维”，建立了一种新型的合作模式，主张合作、包容、开放。这其实是广大发展中国家的共同诉求，也是世界上大多数国家的诉求。因此，一直有新的国家想加入到上合组织中来。

　　德不孤，必有邻。在撒马尔罕峰会上，上合组织成员国领导人签署了关于伊朗加入上合组织义务的备忘录，启动接收白俄罗斯为成员国的程序，以及批准、同意埃及等8国为新的对话伙伴。在组织内体现为向心力的“上海精神”，已在世界上展现出十足吸引力。

　　“过去我们践行‘上海精神’取得巨大成功，未来我们还要秉持‘上海精神’一路前行。”习近平展望上合组织未来发展时说。

　　历史照鉴现实，更启迪未来。于撒马尔罕观上合组织发展，习近平进一步倡议“推动构建更加紧密的上海合作组织命运共同体”，并提出上合组织下一步发展的中方主张：加大相互支持，拓展安全合作，深化务实合作，加强人文交流，坚持多边主义。

　　落实全球安全倡议、推动全球发展倡议在本地区落地生根、继续加强共建“一带一路”倡议同各国发展战略和地区合作倡议对接……习近平所提重点方面，被认为既着眼于当下世界安全所需，又兼顾发展长远之道，也被写入峰会发表的撒马尔罕宣言中。

　　安全与发展向来是一枚硬币的两面，对百年变局之中的欧亚地区更是如此。当下，该地区安全环境和发展条件遭遇近30年来前所未有的挑战，而构建上合组织命运共同体所锚定的，正是成员国最迫切关心的问题。

　　上合组织秘书长张明在谈及地区安全问题时认为，未来上合组织可从习近平主席提出的全球安全倡议中汲取更大能量，将上合组织地区打造成和谐、安宁、稳定、可持续发展的示范空间。

　　而对于发展问题，吉尔吉斯斯坦卡巴尔通讯社前社长、政治分析师库班透过媒体表示，习近平主席提出的共建“一带一路”倡议，拉近各国间的距离，促进共同发展。上合组织国家深知，共建“一带一路”是各国坚定相互支持、扩大各领域合作的重要途径。

　　“新形势下，上合组织对于成员国和地区发展具有更加重要的作用。”中国俄罗斯东欧中亚学会会长李永全指出未来构建上合组织命运共同体的优势所在：“上海精神”正受到越来越多国家的认可和赞赏，上合组织务实合作日益具有生命力，上合组织所覆盖的区域是最佳合作对象。

　　他认为，构建上合组织命运共同体是“上海精神”的延续，赋予“上海精神”新的时代内涵。“中国也再次用实际行动表达对推动上合组织发展的诚意。”

　　于千年古城撒马尔罕观上合组织发展，“丝路精神”、“上海精神”、构建上合组织命运共同体一脉相承，历史正启迪当下，照鉴未来。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）