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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）
四川：民族文化在传承和创新中迸发新活力******
中新网成都2月2日电 (祝欢 何芦恒)“这十多年来，我们不断地收集、整理藏羌传统文化元素。在这基础上，通过二次创作产出了一系列精美的藏羌织艺术作品，并通过版权授权的方式与众多国际品牌合作，让国内外的年轻人换一个角度看待传统文化，让这朵民族艺术之花，绽放在世界舞台。”近日，中国藏羌织绣大师杨华珍在接受采访时表示，虽已踏上国际舞台，但她的初心从未改变：振兴传统手工艺，推动中华优秀传统文化“走出去”，带动更多人靠传统技艺增收致富。
据了解，藏羌织绣是“藏族编织、挑花刺绣”和“羌族刺绣”的合称，二者均入选国家级非物质文化遗产名录。作为“藏族编织、挑花刺绣”的代表性传承人，出生于四川省阿坝藏族羌族自治州的杨华珍常年致力于推动传统手工技艺传承创新。飞针走线间，一朵色彩艳丽的羌族茶花娇艳绽放在杨华珍指尖。
杨华珍在传承藏羌织绣技艺。 唐启浩 摄凭借一根绣花针和一腔热爱，在杨华珍的努力下，藏羌织绣的美逐渐被更多人所熟知。藏羌织绣传承人杨华珍的作品被外交部发言人华春莹推荐点赞；藏族画师拉孟的唐卡《红船精神》被中国民族博物馆收藏；凉山越西的彝族服饰亮相北京时装周秀场……近年来，四川民族手工业蓬勃发展。
文化认同是最深层次的认同，是民族团结之根、民族和睦之魂。近年来，四川认真贯彻文化强国战略，扎实推进文化强省建设，积极支持民族地区文化事业繁荣发展，有形有感有效推动中华优秀传统文化创造性转化和创新性发展，不断夯实铸牢中华民族共同体意识的思想基础。
作为多民族省份，四川民族文化绚丽多彩。在推进民族团结进步示范工程中，四川特别注重以促进各民族广泛交往交流交融为导向，建设弘扬、展示和发展民族文化的载体平台。2022年12月2日至9日，四川省第十六届少数民族传统体育运动会在凉山州西昌市举行，本届民族运动会以“五彩凉山共梦想，竞逐赛场一家亲”为主题，充分展示了四川省少数民族传统体育的特色魅力和竞技水平。
四年一届的四川省少数民族艺术节也一直致力于全方位展示四川民族文化的博大精深和丰富多彩，以艺术为媒介，促进各民族文化互融互通。作为四川省第九届少数民族艺术节的一项重要活动，视觉艺术精品展于2022年9月30日与公众见面，这是一次民族艺术的大聚会、大展示、大交流和大检阅。
四川省第十六届少数民族传统体育运动会现场。 唐启浩 摄“《火塘》展现了彝族人对火塘的崇拜与眷恋，描绘了民族团结奋斗的历史画卷，道出了彝族人在追逐幸福生活的时代欢歌与感恩心声。”在彝族歌剧《火塘》里担任舞蹈演员的陈灵康曾参加过四川省少数民族艺术节。陈灵康认为，艺术节的演出能够促进各民族的交往交流交融，让各民族的文化在这个平台上相互借鉴交流碰撞。
除了保护好、传承好民族文化及艺术，近年来，四川把各民族文化传承发展和创新交融纳入《建设文化强省中长期规划纲要》，推动藏羌彝文化产业走廊建设，打造出一批艺术精品力作，启动推进《中华民族交往交流交融史料汇编·四川卷》编纂工作。四川省博物院正在进行的少数民族文物图谱编纂工作，将更加生动展现拥有多彩民族文化的四川各民族大团结、大发展的时代风貌，有力推动形成全社会保护利用少数民族文物、传承发展中华优秀传统文化的良好局面，进一步增强中华文化认同和文化自信。
“请教专家、查阅文献、联系收藏单位……我们尽可能多地找到少数民族的文化遗存，目前我们已经囊括到了四川地区的10多个少数民族的文物藏品。”四川省博物院典藏部主任彭代群表示，四川省博物院不断借助社会力量，共同推动《中国少数民族文物图谱·四川省卷》的编纂工作。
在四川省博物院副院长谢丹看来，《中国少数民族文物图谱·四川省卷》的出版将真实展示历史上各民族交往交流交融及共同创造的多元一体灿烂辉煌的中华文明。
多年来，四川高度重视民族文化保护与发展，民族传统文化在创造性转化与创新性发展中迸发新活力。未来，四川将坚持以铸牢中华民族共同体意识为主线，大力弘扬中华优秀传统文化，为“中华民族一家亲，同心共筑中国梦”凝聚起强大的精神力量。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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