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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）

美议员扬言要在台湾举行听证会，岛内担心将把台湾“推向险境”******

　　【环球时报特约记者 于名】美国众议院新成立的“中国特别委员会”扬言要在台湾召开听证会，讨论军售问题。此举引发岛内外对2023年台海局势的担忧。

　　据台湾《联合报》1月27日报道，“中国特别委员会”成员、美国共和党众议员惠特曼称，委员会成员日前开会，交换意见和讨论若干运作目标，而台湾问题无疑是“中国特别委员会”关注的焦点，“盖拉格希望我们在台湾举行听证会。我想我们会这样做，这对全世界以及对台湾都非常有意义”。

　　盖拉格是“中国特别委员会”主席。他在接受美国媒体CQ Roll Call采访时称，委员会将锁定大陆引起的各领域议题，如禁止社交媒体TikTok、提供印太政策建议、调查美国产业受大陆资金与影响力所破坏的领域等，预计2月成立办公室，3月举行首场听证会。他还称，强化台湾安全将成为委员会的工作重点，目前有180亿美元的军售项目延宕交付，“委员会会把协助台湾自我防卫列为紧急议题”。去年12月，盖拉格与共和党籍众议院议长麦卡锡联合发表专栏文章，声称“将让协助台湾自我防卫成为急迫议题”。

　　另据美国之音报道，惠特曼在回答提问时还声称，美国政府在台湾问题上采取的“战略模糊”政策已失去意义，“我们不希望升级为战争，但如果有必要，我们会捍卫(台湾)，但关键是能够震慑，威慑是首要任务”。

　　台湾《中国时报》27日注意到，美国众议院外交委员会共和党人发出推文称，新上任的外交委员会主席麦考尔与台北驻美代表萧美琴日前举行“非常好的会谈”，“讨论我们如何能在第118届国会会期中强化我们之间至关重要的伙伴关系”。之后，萧美琴发推文声称，“在国会山忙碌一天，讨论来年在许多领域如何进行对我们伙伴关系重要的合作”。

　　针对美国众议院“中国特别委员会”扬言到台湾举行听证会，有台湾涉外官员称不曾听说，尚待了解，“如果美方提出，双方会讨论”。《联合报》称，“中国特别委员会”野心勃勃，已引发部分美国国会议员的担忧，众议员孟昭文日前表示，“这恐将加剧仇华心理，对亚裔不利”。《中国时报》27日也说，两岸关系目前的紧绷状态使华盛顿智库出现一股新的氛围，虽意见不一，但有一个共识，就是认为台海若有战事，美国将付出很大代价。有智库学者对于美国国会议员“过度抗中”的言论提出警告，认为这实际上是不利于美国，也不利于台湾。文章以去年8月前美国众议院议长佩洛西窜台引发两岸紧张局势举例称，华盛顿智库“德国马歇尔基金会”亚洲计划主任葛来仪当时就公开质疑，此行时机不恰当。《纽约时报》专栏作家弗里曼也曾撰文批评佩洛西“无比鲁莽、危险且不负责任”。

　　国民党国际部副主任黄裕钧表示，不管美中之间如何竞争，对美国来说，都希望台湾不要带给美方意外，这点最近许多美方人士都提到，过去马英九当局做得非常好。

　　台湾《中国时报》28日刊登的一篇评论称，台湾人都深知两岸军力悬殊之大，不是台湾花多少军费，买多少精良先进的美国武器就能赶得上的，因此唯有避战才是“王道”。但蔡英文当局却反其道而行之，不仅邀请多批美国国会议员窜台，制造美国会出兵保卫台湾的假象，还不顾各方劝阻力邀佩洛西窜台，结果引起大陆围台军演，从此失去了缓冲带。没想到如今新“内阁”即将上台，美国众议院新成立的“中国特别委员会”又研议3月可能到台湾召开两岸情势听证会，了解美国如何在军售等方面“协防台湾”。文章认为，美国国会议员来台开听证会，“极具侵犯台湾主权的意味”，对台湾极不尊重。而台当局对于这些挑动台海紧张情势的动作，台面上都不表态，但台面下不管是被动的无奈，甚或主动配合，“一味亲美抗中的蔡政府，都是把台湾推向了险境”。（环球时报）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）