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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）

【新闻随笔】塑造银发产业的品格与文化******

　　【新闻随笔】

　　作者：王雅（辽宁大学哲学院教授）、刘臣君（辽宁大学哲学院博士）

　　人口老龄化是世界范围内的普遍现象，也是今后较长一段时间我国的基本国情。如何保证人一生中从60至90（甚至95/100）岁这几十年的生活质量、生活品质，既取决于国家层面的制度设计、社会保障等，也取决于企业与市场的作为。

　　我国已经在制度层面明确了人口老龄化的基本国情，并制定了《国家积极应对人口老龄化中长期规划》，这一规划的贯彻落实过程，也将是银发经济潜力逐渐释放的过程，为银发相关企业提供了发展机遇。

　　研究显示，在几乎所有发达国家，60岁以上消费者的人均消费额已超过25岁至60岁年龄层平均水平，未来20年，老年人的可支配收入预计还将增加。老龄产业可能是未来的主流产业，老龄文化产业、老龄健康产业、老龄宜居产业、老龄制造产业、老龄服务产业和老龄金融产业六大产业具有高成长性。据中国老龄科学研究中心预测，2050年，银发经济市场规模将突破100亿元，届时将占GDP的1/3以上。

　　前景巨大的产业必然是充满竞争的产业。哪个企业能够立业长久，不仅在于产业选择，更在于企业的品格和文化。与老龄化社会相关的产业都与老年人的基本生活密切相关，可以说，撇开制度层面的保障，老年人生活品质的保障与老年相关产业产品生产经营的品质息息相关。因此，银发产业中的企业具有一定意义的公益性，必须以人为本，把人民对美好生活的向往作为企业的发展方向。

　　首先，确立企业的价值导向。银发产业是良心产业，老年则是所有人都会经历的人生阶段。银发产业中的企业，应本着“老吾老以及人之老”的原则，把满足老年阶段的衣食住行、疾病医药等诸多方面的需要，作为企业生产、经营的目标和企业立足的根基；本着为自己父母生产生活必需品、提供必不可少的服务的初心，进行设计、制造、经营、服务。这是产品和服务品质的保障，是老年人有品质、有尊严生活的保障，更是企业长久发展的保障。

　　其次，细分企业生产、经营服务的目标人群。按目前年龄段划分，从60岁起算，老年的人生可能有10年、20年、30年，可以划分低龄老年、中龄老年和老龄老年。依据不同阶段老年身心需要、不同经济条件的老人对产品和服务品质及价位的需要、不同地域生活习惯的需要等进行研发、生产、经营和服务，使不同年龄段、不同经济条件、不同地域、不同身体状态的老年人都能获得所需的生活用品和相应的服务，企业才能发现商机，利企利人利社会。

　　最后，把握银发产业的前移与后延。前移，即把视野拓宽到人生全过程的健康管理。2021年8月3日国务院发布《全民健身计划（2021—2025年）》，为与健身相关的用品生产、场地规划、运动康复等产业发展提供巨大商机。企业应精准把握目标人群，从少年到白头，对其一生进行动态跟踪服务。后延，即提升临终关怀和丧祭服务水平。当前临终关怀在大部分地区至今仍未受到重视，丧祭服务及相关用品长期存在价高质次现象，亟须有资质的企业深耕相关领域。

　　银发经济在一定意义上是民心经济，企业除了技术标准，还需要有爱心、有温情地从人性化、情感化的角度去服务老年人，为他们提供真正需要的“适老性”物质和精神产品，在为老年人提供舒适、便利、温馨的晚年生活的同时实现企业可持续发展。

　　《光明日报》（ 2023年01月12日 02版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）