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）
“我们这十年：2012-2022” 第六届中国图片大赛征稿启事******
用图片讲好中国故事，以影像传播中国声音。第六届中国图片大赛，以“我们这十年：2012-2022”为主题，面向社会征集反映党的十八大以来国家富强、民族和谐、人民幸福的影像作品，展现这十年我们的奋进之路和辉煌成就。
一、组织结构
主办单位：中国图片社、中华人民共和国国史学会、五洲传播中心、中央党校出版集团
协办单位：中国新闻摄影学会
承办单位：视点文化传播有限公司、中郁教育科技(集团)有限公司
支持单位(排名不分先后)：“学习强国”学习平台、党建网、光明网、中国青年网、中国经济网、中国日报网、中国新闻网、中国台湾网、中国西藏网、农视网、未来网、正义网、中国经济新闻网、中国银行保险报网、中国好故事、中国全球图片总汇、青春北京、传媒茶话会、《中国校外教育》杂志社、摄影世界杂志社、中国国际进口博览局、共青团中央青运史档案馆、中国民主党派历史陈列馆、中国现代文学馆、中国儿童中心、内蒙古自治区展览馆、辽宁省档案馆、三峡工程博物馆
二、征集内容
投稿作品以发生在身边的典型人物、典型故事为切入点，通过个人影像视角，以小见大，充分展示党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央领导全党全军全国各族人民寻梦、追梦、筑梦的动人故事，展示我国这十年经济发展、政治民主、文化繁荣、社会和谐、生态美丽等方面的多彩风貌。
三、征集时间
自征稿启事发布之日起至2022年10月15日。
四、奖项设置及稿酬
1.评委会大奖1名，稿酬30000元
2.典藏金奖10名，稿酬各8000元
3.典藏银奖20名，稿酬各5000元
4.典藏铜奖30名，稿酬各2000元
5.典藏优秀奖50名，稿酬各500元
6.媒体推荐奖10名，稿酬各500元
第六届中国图片大赛总稿酬含税30万元，由活动组委会代扣个人所得税。获奖作品均颁发荣誉证书。
五、作品要求
1.作品单幅、组照均可，组照每组5至10张。
2.作品为jpg格式数码照片，长边像素不低于2500，分辨率不低于300dpi。
3.所有作品须附20至500字的图片说明(组照须提供总说明和单幅照片分说明)。
4.作品除对影调、色彩适度调整及构图非主体部分剪裁外，对原始影像不进行任何足以影响其真实性、准确性的改动。拒绝合成、拼接形式的作品参赛。
5.投稿者应保证其为所投送作品的作者，并对该作品的整体及局部均拥有独立、完整、明确、无争议的著作权；投稿者还应保证其所投送的作品不侵犯第三人的包括但不限于著作权、肖像权、名誉权、隐私权等合法权益。投稿者应承担由其稿件和投稿行为所引发的一切责任。
六、投稿方式
请于2022年10月15日前通过赛事官网(http://chnphoto.org/)投送稿件。
七、评审方式
中国图片大赛专家评审委员会将根据参赛作品内容、质量、史料和传播价值进行综合分析评定，确定获奖作品，专家评审委员会有权根据参赛作品整体水平决定奖项空缺名额。组委会根据需要通知部分参赛者在规定时间内提交原片以供查验，逾期不提供者视为自动放弃入选资格。
八、特别声明
1.本项赛事不收参赛费，不退稿。
2.获典藏铜奖作品(含)以上奖项的获奖者不得重复。
3.大赛获奖作品将进行多场次、多种形式的展出。活动组委会有权对获奖作品的展示数量予以删减，对文字说明予以补充、修改。
4.所有投稿作品将自动存入中国图片大赛官网。对于获奖作品，主办、承办、支持单位有权在与中国图片大赛活动相关用途中，以复制、发行、展览、放映、信息网络传播、汇编等方式使用，并不再支付费用。
5.凡投稿者，即视为其已同意本征稿启事之所有规定。
6.大赛组委会对赛事所有流程、环节拥有最终解释权。
九、联系方式
投稿咨询：010-63076129(工作日8：00-17：00)
技术咨询：010-88052620(工作日8：00-17：00)
联系地址：北京市西城区宣武门外大街甲1号环球财讯中心A座(新华社三工作区)
| 盈彩网投资平台地图 |
