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）

联通民心，习近平“老友记”跨越山海******

　　(近观中国·外交篇)联通民心，习近平“老友记”跨越山海

　　中新社北京9月28日电 题：联通民心，习近平“老友记”跨越山海

　　作者 钟三屏

　　“结识新友，不忘老友。”伴随海内外足迹，中国国家主席习近平与外国友人的交往故事，成为一段段跨越山海的“老友记”；和老朋友代代传承的友谊，也投射着“国之交在于民相亲”的中国外交理念。

　　有的老友结缘于年少之时。老挝重要领导人贵宁·奔舍那的后人曾在中国求学多年留下青春的足迹，其中萨马诺·奔舍那等不少人都是习近平在北京八一学校求学时的校友。

　　2010年，时任国家副主席的习近平访问老挝时，专门抽时间与奔舍那兄妹会面。2017年，习近平对老挝进行国事访问期间，再次与这些老朋友、老同学相见。从在八一学校时奔舍那家族几个孩子穿的古铜色灯芯绒裤子，到他们打扫卫生的情景，习近平都记忆犹新。在萨马诺·奔舍那眼中，习近平一直都没有变，“习主席是一位重情重义的人，无论跟谁有过交往他都不会忘记”。

资料图：2021年10月15日，“澜沧号”动车组通过中老友谊隧道内的两国边界。新华社发曹安宁摄

　　有的友谊始于早年的工作机缘，在常来常往中愈加深厚。1985年，时任河北正定县委书记的习近平赴美国艾奥瓦州马斯卡廷考察，萨拉·兰蒂女士负责接待工作。27年后，习近平再访马斯卡廷，来到兰蒂家中与老友重叙友谊。兰蒂说，习近平走进客厅的那一刻，整间屋子沸腾了。他一直在和老朋友们聊天，都没顾上吃饭。“他依然记得当年发生的每一件事，与老朋友们有聊不完的话。我们有太多回忆要重温。”

　　2018年，兰蒂撰写的回忆录《老朋友：习近平与艾奥瓦的故事》正式出版。2022年，她致信习近平感谢他对老朋友的珍贵情谊。习近平则在复信中希望兰蒂女士和艾奥瓦州老朋友们继续为中美两国人民友好作出新的贡献。

　　习近平跨越山海的“老友记”，不仅体现着中华文化中“人莫若故”的友情观，也是国际友谊的“双向奔赴”，是人与人之间走向心灵相通的一段又一段旅程。

　　在那次老挝“同学会”上，一起与习近平会面的，除了萨马诺兄妹，还有他们的下一代。“习主席特别着重讲了，要多跟下一代讲述我们自父辈开始的友谊，要把友谊一代又一代传承下去。”萨马诺说。

　　澳大利亚塔斯马尼亚州原州长培根自年轻时代就对中华文化十分痴迷，任期内多次访华，并由此与当时在福建工作的习近平成为好友。2001年正值福建省和塔州建立友好省州关系20周年，培根被授予“福建省荣誉公民”称号，习近平则接受了培根“到塔州走一走、看一看”的邀请。

　　后来培根不幸早逝，习近平2014年访澳期间专程去看望了培根的家人。培根的长子马克表示将积极促进和中国的经贸合作，次子斯科特则说，今后要带着女儿去中国。

　　国之交在于民相亲，民相亲在于心相通。习近平“老友记”经由岁月的陈酿，正越来越成为中国与世界交往大篇章的一部分。

资料图：厦门大学美籍教授潘维廉。厦大供图

　　习近平的多年老友、厦门大学外籍教授潘维廉出版《我不见外——老潘的中国来信》一书，从外国人视角讲述中国改革开放的故事，帮助世界更好地读懂中国。这份浓浓的中国情，让习近平很感动。

　　从另一个角度看，习近平的“老友记”以及蕴含其中、穿越千山万水的情谊，也是中国长期以来交往国际朋友的缩影。

　　回顾历史，被称为中国人民“老朋友”的国际友人有许许多多，从载入史册的白求恩、埃德加·斯诺、艾格尼丝·史沫特莱，到如今的潘维廉、兰蒂等人，中国和老朋友的友谊代代传承，见证了国际合作朋友圈的不断壮大。

　　这也正如习近平所指出的，“中国人民是重情义的，我们永远不会忘记曾经风雨同舟、相互理解和支持的老朋友”。(完)(图片素材来源：新华社、中新社、中新网)