至尊彩票网投 - 在线用户注册首页登录平台

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）

沙县小吃第一村的文旅追梦路******

　　天仪再始，岁律更新。走进全国乡村旅游重点村福建省三明市沙县区俞邦村，村口的“沙县小吃第一村”几个大字熠熠生辉，村庄干净整洁，“寻根追味”小吃街美食飘香，络绎不绝的游客在这里品小吃、赏美景，感受这冬日里的暖意。

　　俞邦村位于沙县区夏茂镇北部，建村已有1200多年，是著名的革命老区村。全村有600多人外出经营沙县小吃，占全村劳动人口的88%，有“沙县小吃第一村”的美誉。

　　俞邦村依托传统美食沙县小吃，不断深化文旅融合，做优“寻根追味”特色乡村游，打造富民产业，助力乡村振兴，走出一条革命老区高质量发展的新路子。

　　漫步在俞邦村，这里绿荫如盖、溪水绕村。村里一幢幢漂亮别致的农家小院错落有序，一条条平坦洁净的水泥路穿过村庄、一座座青砖黛瓦的民宿有序排列，一幅美丽乡村的图景徐徐铺开。

　　“这两年来，游客越来越多，村里不断改善村容村貌，通过实施俞邦客厅亮化工程，对主街住宅进行改造，院前花开四季，不断提升整个村庄的颜值。”俞邦村党支部书记张昌松说。

　　与此同时，俞邦村还大力实施项目带动战略，紧紧围绕小吃、文旅等特色产业，做足“小吃+文旅”这篇大文章。

　　在村里的木窠卡丁车露营项目现场，工人们正在热火朝天地施工。“这个项目占地20多亩，总投资100万元，预计于春节期间对外开放，将填补俞邦村露营旅游业态的空白。”张昌松介绍说。

　　此外，俞邦村先后投资约4000万元，打造了沙县小吃民俗风情馆、儿童乐园等40多个项目，不断丰富旅游业态；推出“沙县小吃原材料种植—小吃制作—小吃品尝”互动体验项目，进一步增加游客体验元素，吸引更多游客，擦亮“沙县小吃”品牌。

　　走进沙县小吃民俗风情馆，可以看到“溯源传承话美食”“沙村人家食为天”“小吃文化系风情”等篇章，充分展示了沙县小吃的前世今生。“看着这些精美的画面，仿佛穿越时空，感受到那浓浓的烟火气。”来自厦门的游客张希笑着说。

　　在俞邦村提升改造建设过程中，沙县区小吃文化旅游发展集团作为推动小吃产业发展、壮大文旅产业规模的运作实体，发挥着重要的作用。“近两年来，集团分步实施建设了俞味·小吃文旅餐厅、俞生有梦·精品民宿等项目，不断丰富旅游产业链，不断打响‘沙县小吃’文化和旅游品牌。”沙县区小吃文化旅游发展集团董事长、总经理童友健说。

　　手锤扁肉馅、油炸春卷……采访当天中午时分，村里的“寻根追味”小吃街生意火爆。这里的小吃店高高挂起彩旗、招牌，家家户户备着各类特色美食。70多岁的村民俞和传正在自己的小吃店忙碌着，只见他一边招呼客人，一边将包好的扁肉下锅，将拌面用笊篱捞出，撒上葱花，淋上酱汁，动作一气呵成。

　　“我们村的生意越来越好。我家的小吃店一天营业额高时可达4000多元。去年忙不过来时，就让女儿和女婿过来帮忙。今年直接让小儿子留在家帮忙。”俞和传笑着说，“现在我们家一年纯收入就有十来万元，在家门口赚上了‘旅游钱’，我们很感恩、很满足。”

　　据统计，2022年，俞邦村接待游客超20万人次，人均收入2.8万元，村集体收入38万元。

　　“我们以‘明星村’俞邦村为联建主村，联合长阜、松林、儒元、东街、西街等5个村党支部，成立俞邦片区党委，整合资源，串点成线，握指成拳。片区六村股份经济合作社共同注册成立‘福建省夏茂俞邦片区农贸发展有限公司’，打造乡村振兴样板。”夏茂镇党委书记张卫华说。

　　“2022年以来，公司围绕发展小吃、文旅、茶叶、林业等‘四大主导产业’，创立了‘寻味俞邦’‘俞生有礼’等伴手礼品牌。据统计，2022年，公司实现销售额近百万元。”夏茂俞邦片区农贸发展有限公司办公室主任饶启圣介绍。

　　砥砺奋进新征程。站在新的起点上，张昌松信心满怀。（李金枝）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）