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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）

疫情发生后首次出访，习近平促中哈打造下一个“黄金30年”******

　　(近观中国)疫情发生后首次出访，习近平促中哈打造下一个“黄金30年”

　　中新社北京9月15日电 (记者 邢翀)“新冠肺炎疫情发生以来，这是我首次出访，我就选择了哈萨克斯坦，这彰显中哈关系的高水平和特殊性，体现了我们的深厚情谊。”在与哈萨克斯坦总统托卡耶夫会谈时，中国国家主席习近平如是说。

　　金秋时节，习近平开启中亚之行，哈萨克斯坦是他到访的首站，也是他作为国家主席第四次到访哈萨克斯坦。

　　尽管此访停留时间短暂，但在接受中新社记者采访的国际问题专家看来，访问内容丰富、成果丰硕，达成了一系列重要共识，表明双方坚定致力于开辟中哈关系下一个“黄金30年”，将指引中哈关系发展向更高水平迈进。

　　中哈友好牢不可破

　　会谈中，习近平用“牢不可破”形容中哈之间的友好关系。习近平表示，中国永远是哈萨克斯坦值得信赖、倚重的朋友和伙伴，中方愿同哈方做彼此发展振兴的坚强后盾。

　　托卡耶夫则说，哈方将继续坚定奉行一个中国政策，做任何情况下中国都可以依赖的好伙伴、好朋友。

　　在外界看来，此次访问让两国友谊进一步升温。今年以来，两国领导人频频互动。年初，习近平与托卡耶夫曾互致贺电庆祝两国建交30周年；2月，托卡耶夫还应邀来华出席北京冬奥会开幕式。

　　而此次习近平访哈，托卡耶夫也作出特别安排，邀请习近平共同参观“哈萨克斯坦—中国千年对话”艺术展。展览陈列了中哈两国艺术珍品，既是中哈千年灿烂文化互学互鉴的生动写照，更是两国人民世代友好往来的历史见证。

　　中哈友谊源远流长。从中国西汉张骞、唐代高僧玄奘、明代外交家陈诚等到访哈萨克斯坦，到如今途经哈萨克斯坦的中欧班列驰骋不息，都诠释着两国“山水相连、命运与共的好邻居、好朋友、好伙伴”的深厚情谊。

　　中国国际问题研究院欧亚研究所所长李自国表示，习近平此访延续了中哈友谊传统。尤其是习近平在新冠肺炎疫情发生后首次出访即选择哈萨克斯坦，又恰逢中哈建交30周年，这充分彰显中方对哈萨克斯坦的重视，显示出中哈高度互信以及中哈永久全面战略伙伴关系的高水平。

　　高质量共建“一带一路”

　　习近平曾于2013年、2015年、2017年三度到访哈萨克斯坦，每一次访问都具有里程碑式意义。

　　2013年9月，习近平访哈期间发表演讲，首次提出共建“丝绸之路经济带”倡议，第一时间得到哈萨克斯坦各界热烈响应。

　　2015年5月，习近平再访哈，仅仅间隔20个月，“一带一路”便从蓝图愿景映照出现实图景，此后中哈共建“一带一路”实施了一系列具有战略意义的合作项目。

　　2017年6月，在“一带一路”国际合作高峰论坛成功举办后，习近平首次出访同样选择哈萨克斯坦，“暖心之旅”达成了一系列共识，为深化两国战略对接注入新的强劲动力。

　　习近平今年访哈期间，“一带一路”仍是外界关注的关键词。在与托卡耶夫会谈时，习近平强调，双方要高质量共建“一带一路”，扩大经贸、产能、互联互通、抗疫等领域合作，拓展大数据、人工智能、数字金融、跨境电商、绿色能源、绿色基建等创新合作。

　　而根据中哈发表的建交30周年联合声明，双方愿继续积极推动中方共建“一带一路”倡议同哈萨克斯坦“光明之路”新经济政策对接，为两国跨境货物和服务贸易提供强大助力，造福两国人民。

　　中国俄罗斯东欧中亚学会会长李永全指出，哈萨克斯坦是“一带一路”首倡之地，中哈在“一带一路”建设框架下合作有广泛共识，尤其表现为两国发展战略对接和哈特别关心的投资、物流、经贸、产能等领域合作，习近平此访对高质量共建“一带一路”提出了新希望，这将助力双方合作不断走深走实。

　　中哈关系新的起点

　　“我这次访问是中哈关系新的起点，相信在双方共同努力下，未来中哈关系将取得更大发展。”习近平在此访中说。

　　这次访问也被托卡耶夫称为“哈中关系发展史上的一个新的里程碑”，将为哈中永久全面战略伙伴关系发展注入新的内涵和动力。

　　建交30年来，两国关系不断取得新成果。从建交初期的中哈友好关系，到此后的睦邻友好合作关系，再到战略伙伴关系、全面战略伙伴关系，及至当前的永久全面战略伙伴关系，中哈关系基本上每十年上一个大台阶，实现了跨越式发展。

　　此访期间，双方明确，为中哈构建世代友好、高度互信、休戚与共的命运共同体目标和愿景而努力。愿秉持相互尊重、睦邻友好、同舟共济、互利共赢的精神，进一步加强双边对话，精心打造双边关系下一个“黄金30年”。

　　有观察家认为，在国际形势深刻变化、新冠肺炎疫情延宕反复的背景下，中哈合作行稳致远，成为共建“一带一路”以及地区合作的先行者，随着双方在上海合作组织等多边机制框架内合作进一步加强，在双方合作下一个“黄金30年”中，也必将为构建更加公正合理的全球治理体系作出“中哈贡献”。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）