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）
“气候传播与公众意识”边会在联合国卡托维茨气候大会上举行******
中国气候变化事务特别代表解振华出席中新社等主办的“气候传播与公众意识”主题边会并致辞。俞岚 摄
中新网波兰卡托维兹12月8日电 当地时间7日，来自不同国家的政界、业界和学界人士在联合国卡托维兹气候大会中国角“气候传播与公众意识”边会上围绕气候变化与气候传播、传播干预低碳消费、电影艺术与气候传播等议题各抒己见，并展开了热烈讨论。
此次边会由中国新闻社与中国国家气候战略中心、中国人民大学联合主办，是今年卡托维兹气候大会“中国角”系列主题边会之一。中国新闻社已连续第六年在联合国气候大会期间举办该主题边会。本次边会由国家气候战略中心综合部副主任张志强和中新社德国分社首席记者彭大伟主持。
中国政府气候谈判代表团团长、中国气候变化事务特别代表解振华出席边会并致辞。解振华表示，中国政府高度重视气候变化的传播工作。近年来，中国在提升公众意识等方面开展了很多工作，越来越多地方各级政府、企业、社区和媒体通过多种形式扩大了气候变化的影响力，提升了公众的低碳发展意识。
解振华指出，中国的低碳发展之路任重而道远，气候传播和公众参与还需要从四方面进一步加强，即抓住气候变化的大方向、拓展公众参与的机制设计、将意识转换为实际行动、加强国际合作。
嘉宾出席中新社等主办的“气候传播与公众意识”主题边会讨论环节。陈溯 摄中新社编委、经济部主任俞岚在致辞时表示，当前，全球政治经济格局和全球气候治理都面临很多不确定性。作为媒体人，我们比以往更加迫切地需要向公众讲好气候故事，鼓励更多人自觉加入到应对气候变化的行动中。她认为，在新的数字化时代，媒体在应对气候变化中的角色和定位也要与时俱进，首要担当是倡导气候变化共识，首要任务是提升公共意义和愿景，首要主张是强化技术驱动，最终目标是让全球气候治理更有效率，促进绿色低碳转型。
在主旨发言环节，中国人民大学新闻学院教授、广西大学新闻传播学院院长郑保卫表示，面对新领域、新课题、新挑战，各方应共同努力，将气候传播与健康传播整合起来，融为一体，向着建设美丽中国和健康中国的宏伟目标阔步前进。
张志强介绍了气候传播干预低碳消费的领域和路径。他表示，交通、建筑、日常行为、衣着和饮食是碳排放的主要领域，在宏观层面可通过政策、法规、标准等进行间接干预，微观领域则可通过广告、影视等实施直接干预。同时，青少年则是低碳消费的潜在群体。
IPCC核心专家、印度地球政策中心(TERRE Policy Centre)主席拉杰德拉·山地(Rajendra Shende)介绍了印度和中国在智能生态校园领域的合作实践。
绿色和平波兰分部媒体办公室负责人Katarzyna Guzek援引民调结果指出，与五年前华沙气候大会时“大家都不理解可再生能源理念”相比，如今波兰民众对可再生能源的支持度有了大幅提升，69%的人支持在2030年前彻底退出煤炭能源。她表示，在气候传播的过程中，讲述那些受到影响的普通人和社区的故事是最为有效的，“气候变化不是数字，而是人类正在经历的悲剧”。
绿色金融近年来在中国和世界各国蔚然成风。国际金融论坛副秘书长兼绿色发展中心主任孙轶颋介绍了如何通过金融手段提高公众气候意识，践行可持续消费。爱丁堡大学商学院商业与气候变化中心联合主任梁希探讨了气候金融与投资者交流的前沿问题。
电影艺术与气候传播同样是当天边会探讨的主题。来自世界银行气候变化项目的Kaia Rose以该项目开展的Climate Countdown影视项目为例介绍如何在年轻人当中推广传播气候意识。英国TVE电视公司项目与合作负责人Nick Rance介绍了该公司与UNFCCC合作开展的2018年全球青年气候变化视频竞赛等案例。深圳航都文化产业投资有限公司董事长陈素平则介绍了通过中国(深圳)国际气候影视大会讲述中国故事的历程。
中新社编委、经济部主任俞岚在中新社等联合主办的“气候传播与公众意识”主题边会上致辞。陈溯 摄北京第二外国语学院附属中学校长付晓洁介绍了针对中学生气候与低碳传播意识的调查研究情况。
在边会讨论环节，美国能源基金会传播项目总监荆卉、清华大学气候变化与可持续发展研究院项目主管王彬彬、绿色和平中国分部传播主任关司琪、广西大学新闻学院气候与健康传播中心副主任覃哲等共同讨论了如何将气候意识落实为气候行动、中国媒体报道气候议题的热点话题等议题。(完)
| 盈彩彩票地图 |
