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）

谢里：深度推进能源革命，确保国家能源安全******

　　本期光明网理论学术动态导读关注能源安全、科技自立自强、斗争精神、青年培养等话题，欢迎网友踊跃参与讨论。

　　【谢里：深度推进能源革命，确保国家能源安全】

　　湖南大学经济与贸易学院教授、湖南大学“碳达峰、碳中和”研究中心主任谢里认为，当今世界正经历百年未有之大变局，能源局势将更加错综复杂，我国应坚定以习近平总书记关于能源工作的重要论述为指导思想，深度推进能源革命，确保国家能源安全，促进能源高质量发展。一是全方位保障能源供给安全，对化石能源和非化石能源这两类能源要素扬长避短、优势互补、调剂余缺，稳固拓展与已开展能源贸易国家的互联互通。二是宽领域增强能源消费安全，改变粗放的能源消费方式促使能源集约化利用；对人民群众进行正确管理能源的宣传教育，引导消费者形成能源的正确使用方法和安全管理习惯。三是多维度开展能源技术创新，发挥人工智能、大数据、物联网、区块链等新一代信息技术对能源技术创新的赋能作用，促进能源技术研发与应用向信息化、数字化、智能化转型。四是系统化构建能源治理体系，不断激发能源企业的活力，提高能源利用效率；更好地激励能源市场主体自觉履行国家战略，承担社会责任。五是深层次加强国际能源合作，通过参与建设共同受益的国际能源合作组织，积极构建有利于世界各国能源公平合作的规则，积极融入全球能源产业价值链的垂直和水平分工体系。

　　摘编自《光明日报》

　　【彭绪庶：探索有效路径，实现高水平科技自立自强】

　　中国社会科学院习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心研究员彭绪庶指出，总体来看，我国实现高水平科技自立自强的条件基本具备。立足新发展阶段，需要制定更精准、更有效的政策措施，完善体制机制，探索有效路径，加快实现高水平科技自立自强。其一，完善战略性、全局性和系统性创新布局，既要立足当前，着力攻关和破解制约发展的“卡脖子”技术等紧迫问题，也要着眼长远，找准发挥新型举国体制优势实现更多重大突破的路径。其二，为科技攻关提供组织保障和人才保障，强化国家战略科技力量，完善空间布局，加强投入和领军人才队伍建设，提高重大科技任务的攻坚能力。其三，在科技体制改革“深水区”加力攻坚，在制度安排、政策保障、环境营造等方面下真功夫，完善科技成果和科技人才评价制度，强化企业创新主体地位。其四，加强创新链产业链融合发展，既要重视科技成果转化，打通从科学研究到开发研究再到应用的链条，同时也要强化需求导向和市场导向，促进产业链上下游、大中小企业等的深度融合。其五，加强国际科技合作，深化供给侧结构性改革，发挥超大规模市场优势，全方位、多角度探索国际科技合作新路径新模式。

　　摘编自《经济日报》

　　【覃辉银：永葆斗争精神，全面推进新时代党的建设新的伟大工程】

　　华南理工大学马克思主义学院教授、博士生导师覃辉银指出，当前，“四大考验”仍然具有长期性和复杂性，“四种危险”仍然具有尖锐性和严峻性，我们必须时刻保持解决大党独有难题的清醒和坚定，同党内存在的各种问题作斗争，永远保持马克思主义政党的先进性和纯洁性。一是同政治不纯作斗争，维护党的团结统一，与在政治立场和政治方向上模糊动摇，罔顾政治纪律和政治规矩以及阳奉阴违、欺上瞒下、做“两面人”、拉帮结派等违法违纪行为作斗争。二是同错误观念作斗争，提高政治引领力，深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想，旗帜鲜明地与各种诋毁马克思主义、质疑和否定改革开放、歪曲和模糊中国特色社会主义的本质和特点、歪曲和否定党的领导地位的错误思想言论作斗争。三是同功能弱化作斗争，提高组织战斗力，严明党的纪律，与党性修养缺失、纪律松弛、违反党规党纪的行为作斗争。四是同歪风邪气作斗争，提高自我净化能力，加强作风建设，着力正风肃纪，与脱离群众、损害人民利益的特权思想和行为作斗争。五是同腐败行为作斗争，提高约束力，坚决打赢反腐败斗争攻坚战持久战，健全反腐败斗争的责任体系，有效惩治新型腐败和隐性腐败问题。

　　摘编自《中国教育报》

　　【匡琳、刘晓泉：新时代好青年助力实现中华民族伟大复兴】

　　江西财经大学马克思主义学院匡琳、刘晓泉表示，习近平总书记在党的二十大报告中指出，“广大青年要坚定不移听党话、跟党走，怀抱梦想又脚踏实地，敢想敢为又善作善成，立志做有理想、敢担当、能吃苦、肯奋斗的新时代好青年，让青春在全面建设社会主义现代化国家的火热实践中绽放绚丽之花”。我们要积极发挥共青团的政治学校作用，引领广大青年坚定不移听党话、跟党走，立志做有理想、敢担当、能吃苦、肯奋斗的新时代好青年，凝聚起实现中华民族伟大复兴的青春力量。一方面，用党的科学理论武装青年，引导青年深入学习领会习近平新时代中国特色社会主义思想的精神实质、核心内容、世界观和方法论，用党的创新理论武装头脑、指导实践、推动工作。另一方面，用党的初心使命感召青年，从思想上引领广大青年坚定实现民族复兴之志，从行动上组织广大青年积极投身于党和人民最需要的地方。同时，用党的光辉旗帜指引青年，始终坚持党的领导这一立身之本，组织引导广大青年坚持青年运动和工作的正确方向；勇于自我革命，紧跟党的自我革命的伟大实践，坚持真理、敢于自省，不断保持和增强共青团组织的政治性、先进性、群众性。此外，用党的优良作风塑造青年，引领广大青年做信念坚定、敢于斗争、艰苦奋斗、无私奉献、崇德向善的模范，激励广大青年不负时代、不负韶华、不负党和人民的殷切期望，为全面推进中华民族伟大复兴贡献青春力量。

　　摘编自《中国社会科学报》

　　（光明网记者 赵宇整理）