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）

在“闽人智慧”里，读懂不一样的福建******

　　福建，简称闽，位于中国东南沿海。

　　福建的东北与浙江省毗邻，西北与江西省接壤，西南与广东省相连，东南隔台湾海峡与台湾省相望。

　　境内峰岭耸峙，丘陵连绵，河谷、盆地穿插其间，山地、丘陵占全省总面积的百分之八十以上。因此，素有“八山一水一分田”之称。

　　福建省主要山脉分布图 图源：新华社

　　那么，福建究竟是一个怎样的地方？

　　对于这个问题，人们或多或少都能说出一些答案：

　　福建与台湾隔海相望；福建话很难懂，但闽南歌曲《爱拼才会赢》朗朗上口；厦门鼓浪屿风景优美，是珍贵的世界遗产；福建茶叶品类繁多，安溪铁观音、武夷山大红袍名扬天下……

　　鼓浪屿 福建日报记者 施辰静/摄

　　但其实，福建还有许多你不知道的内容——

　　这里人杰地灵，在历史长河中，形成了深厚的人文底蕴，有着诸多耐人寻味的人文故事和独特创造。

　　地处莆田的木兰陂，建成于1083年，是中国现存最完整的古代灌溉工程之一，被誉为福建的“都江堰”，入选首批世界灌溉工程遗产名录；泉州境内连接晋江和南安的安平桥，是世界上最长的海港大石桥，享有“天下无桥长此桥”的美誉；龙门一半在闽川，宋朝时期，福建进士人数全国第一；同安人苏颂发明制造的水运仪象台，标志着中国古代天文仪器制造史上的高峰，被誉为世界上最早的天文钟；建阳人宋慈著有《洗冤录集》，标志着传统法医学体系的建立，比欧洲最早的法医专著早了两个多世纪……

　　木兰陂 图源：莆田新闻

　　这里有着丰富的非物质文化遗产，有着诸多能工巧匠，令人叹为观止的福建技艺、璀璨生辉的福建创造世代传承，给予这片土地沉淀的智慧。

　　世界文化遗产福建土楼，遵循“天人合一”的东方哲学理念，与青山、绿水、田园风光相得益彰，组成适宜的人居环境以及人与自然和谐统一的景观；“艺苑奇葩、中国一绝”的厦门漆线雕技艺，工艺繁复精细，耗时数月甚至数载；将乐“西山纸”极负盛名，传承蔡伦造纸工艺，乾隆年间曾作为《四库全书》用纸；南平建盏造型古朴典雅，质地深沉含蓄，具有浓郁的东方艺术色彩，一度为宋朝皇室御用茶具；还有“中国白”德化陶瓷、色彩斑斓的福州寿山石，无不吸引着世人……

　　南靖土楼 图源：花样漳州文旅之声

　　进入新时代，这里还以科技赋能，实现高质量发展，在现代制造和创新科技方面做出了卓越的成就，创造了一个又一个奇迹。

　　院士谢华安的杂交水稻“汕优63”，解决了数亿人口的粮食需求，连续16年成为中国种植面积最大的杂交水稻；平潭海峡公铁大桥，是我国第一座公铁两用跨海大桥，也是世界上首次在复杂风浪涌环境下建设的海峡大桥；福清“华龙一号”，是中国核电走向世界的“国家名片”和核电创新发展的重大标志性成果；宁德时代，世界一流的锂离子电池研发制造公司，致力于为全球新能源应用提供一流的解决方案；还有“晋江经验”的金字招牌、互联网“龙岩帮”的典型现象，敢闯敢拼的闽人精神，延续着生生不息的智慧……

　　平潭海峡公铁大桥 高信凯/摄

　　千百年来，福建这片土地上的人民在历史长河中寻觅和践行发展之“道”，形成了崇高的精神理想与价值追求，积累处理人与社会、人与自然关系的高超生存方法与谋略。

　　这些“知”与“行”，形成了闪光的思想、革命的贡献、先进的发明、精湛的技艺、非凡的创造。这些，我们将其统称为“闽人智慧”。

　　“闽人智慧”让福建人民从古至今，适应着本地境域内的社会发展，满足着精神和物质的生活需求，是对中华民族发展所作出的独特贡献，是中华民族5000多年来积累的伟大智慧的组成部分，是中华文明的宝贵财富。

　　位于龙岩长汀的福建省苏维埃政府旧址 图源：闽西日报

　　党的二十大报告提出“推进文化自信自强，铸就社会主义文化新辉煌”，要“坚守中华文化立场，提炼展示中华文明的精神标识和文化精髓，加快构建中国话语和中国叙事体系，讲好中国故事、传播好中国声音，展现可信、可爱、可敬的中国形象”。

　　“闽人智慧”蕴含着敢拼会赢、锐意创新的福建精神，展示着勤奋、开拓、智慧的福建人民形象，代表着福建对国家、对世界的突出贡献。

　　在当下进行“闽人智慧”主题宣传具有深层次的意义，是十分必要且重要的。

　　通过挖掘“闽人智慧”的深度内涵，梳理“闽人智慧”的脉络，讲好“闽人智慧”的故事，能够让人们了解一个立体和丰富的福建，展示全面、全新的福建形象，能够培养和树立福建人“有根据的自豪感”，增强福建人民的文化自信，进而增强人们对于中华文明的自信心与自豪感。带着自信与自豪，才能更好地践行当下、走向未来。这是“闽人智慧”主题宣传的初衷，也是该宣传项目的目的和意义所在。

　　位于福州的船政学堂是中国近代第一所海军学校，也是中国近代航海教育和海军教育的发源地。图源：中国船政文化博物馆

　　“闽人智慧”主题宣传主要分为三个系列：你不知道的福建、非遗里的闽人智慧、闽人新智。

　　力争用贴近时代生活的方式讲述“闽人智慧”故事，视角新、切口小，做到读者群体的全覆盖，青少年也能看得懂、喜欢看。利用新媒体平台，进行省内、国内甚至全世界范围的传播。

　　而无论哪一个系列的内容，着重和优先考虑的都是在全国、全世界范围内有分量和代表性意义的主体，以具有突出性、独特性、创新性、唯一性等为标准。

　　如“你不知道的福建”系列侧重展示历史长河中人杰地灵的福建。运用新颖的观察角度、时尚的科普元素、鲜活的叙事方式，展示福建鲜为人知的人文故事和独特创造，展现古今福建人民的智慧。

　　八百多年前，朱熹与陆游、辛弃疾在武夷山相遇相知、谈儒论道、报国为民。图为武夷冲佑观今景 衷柏夷/摄

　　人文历史类题材突出展示福建独一无二或独具鲜明地方特色的“元素”，包括从古至今福建独特的人文现象，在全国或世界范围内产生过重大影响，推动社会进步的历史事件；在某一领域有卓越成就、突出贡献、全国乃至世界有名的杰出人士。注重挖掘过去较少报道、鲜为人知的史实，或从新颖独特、前所未有的角度去展示。

　　自然物产方面则注重选取福建所特有、独有的自然资源，着重突出福建人发挥主观能动性，对自然或物产的创新型运用，发明的举措、技艺、方法、本领，在全国范围内、行业内具有突破性、引领性意义，可以起到示范带动作用，并获得巨大收益。

　　“非遗里的闽人智慧”系列，侧重展示的是福建非物质文化遗产里蕴藏的匠心智慧。通过介绍福建的能工巧匠、非遗传承、技艺营造，用非遗传承人与众不同的能力、精湛的技艺和卓越的创造力，展现精湛独特的福建技艺、敢拼会赢的福建精神、璀璨生辉的福建创造。

　　福建永春，被称为“中国香都”，在东南亚地区，每3根篾香就有1根由永春生产。图为香铺晒金 郑成乐/摄

　　在类别上，我们重点选取传统技艺与传统医药两大板块内容，至少入选省级非物质文化遗产名录或省级传承人名录。

　　所选取的“非遗”，包含高层次的技术含量与水平、独特的科学价值，在同时期或同领域内具有独特性、突出性、唯一性等特点。不仅在历史上曾产生过重要的影响，在当今仍需传承延续，有新的时代活力与发展特色。

　　“闽人新智”系列，侧重展示新时代科技文化赋能、高质量发展的福建。面向新中国成立特别是改革开放以来福建新的建设与发展项目的文化性报道，要求有历史纵深度、文化厚重感和鲜活的时代气息，能够反映新理念、新气象。

　　行业公认的国内建设难度最大的中广核平潭大练海上风电项目（资料图）。图源：中国平潭

　　如福建超级工程和特色建筑，选择的是福建古今具有国家级、世界级地位的设施工程或巨构宏筑，在建成后相当长时间内仍有重大影响，或能极大提升百姓生活质量与幸福感，是能够展示福建的“金名片”，突出体现福建人利用自然、改造自然的智慧。

　　涉及福建现代智造的内容，则着重挑选对经济产能、科学进步、社会生活等各圈层带来实质性影响的新技术、新智慧主体，其技术创新在全国甚至全世界产生重大影响，能发挥引领带动作用。

　　“新智”包含社会治理、改革举措方面，如推动历史新变化、社会重大影响的新方法、新政策、新措施、新实践等，在历史节点、全国范围内具有前瞻性、开创性、突破性的理念和实践，且在省级、国家级层面具有“样本性”意义，能够反映时代发展和进步的福建新理念、新气象、新智慧。

　　城中穿行的福州福道，总长131公里，把山、水、人、城融为一体，融进了城市肌理、串起了绿色生活。陈霖/摄

　　通过近一年的宣传传播，“闽人智慧”深入人心。

　　人们从这四个字中，读到了不一样的福建，体会到敢拼会赢、锐意创新的福建精神，了解到福建对国家、对世界的突出贡献，形成了勤奋、开拓、智慧的福建人民印象。

　　我们深知，“闽人智慧”丰厚深沉、历数不尽，但“闽人智慧”宣传项目一定会持续推进。

　　希望通过“闽人智慧”的讲述，持续激发福建人源源不断的自信心与自豪感，更激发人们对于中华文明的自信心与自豪感。从而让我们对过去有更深刻的了解，对现在有更准确的把握，对未来有着更热烈的憧憬。

　　来源：“闽人智慧”编辑部、《海峡通讯》