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）
交通运输部：做好今年的春运工作，疫情防控很关键******
中新网1月6日电 国务院新闻办公室6日举行新闻发布会，介绍全力做好春运服务保障有关情况，并答记者问。春运工作专班办公室副主任、交通运输部运输服务司司长蔡团结表示，做好今年的春运工作，疫情防控很关键。
1月6日，中国国务院新闻办公室在北京举行新闻发布会，春运工作专班副组长、交通运输部副部长徐成光，春运工作专班办公室副主任、交通运输部运输服务司司长蔡团结，中国民用航空局总飞行师万向东，国家邮政局副局长陈凯，国铁集团客运部主任黄欣介绍全力做好春运服务保障有关情况，并答记者问。 中新社记者 杨可佳 摄蔡团结指出，春运期间，人员的流动、货运的物流活动频繁，人员交叉活动密集，感染风险大。针对这些情况，同时结合国家对新冠病毒“乙类乙管”措施的实施，春运工作专班专门印发了春运疫情防控指南，也发布了春运出行服务指引。“我们将指导各地按照相关要求和文件规定，强化全链条管理，督促我们的从业人员落实落细各项防控措施，引导社会公众做好个人健康防护，助力疫情有效度峰和平稳转段，切实保障春运平稳有序运行。”
一是强化客流组织引导。督促经营者强化客运场站的消毒通风，优化客流组织，在进站口、售票窗口及自助售取票设备、安检通道、检票口等关键部位，引导公众有序排队，具备条件的情况下，分散候乘、分散就座，同时对客流量大的线路及时增加运力，降低人员聚集度。
二是做好公众出行防疫宣传。每个人都是自己健康的第一责任人，在此，我们倡导，公众尽量避免前往疫情高流行地区，疫情高流行地区的公众也尽量减少出行，主动避免带症状出行，大家未排除感染风险前，或者出现发热等症状，尽量避免乘坐公共交通工具。乘客出行期间，也要提高自我防护意识，加强出行全过程防护。在乘坐公共交通工具期间全程佩戴口罩，主动减少聚集。
三是鼓励使用无接触式服务。我们指导客运经营者持续改善售票服务，积极推广应用线上购票、电子客票、自助验票等服务，扩大无纸化、无接触的服务范围，加快推进铁路、民航以及与城市轨道交通之间的顺畅衔接和安检流程优化，减少换乘等候时间和人员聚集，提高旅客换乘效率。
四是加强从业人员健康管理。我们督促经营者加强从业人员健康监测，实施症状管理，出现发热等症状的，第一时间报告，停止作业，必要时开展抗原或者核酸检测。加强个人健康防护，上岗期间从业人员必须佩戴口罩，做好手卫生。同时我们要求，与社会面接触较多、客流量大的一些枢纽、高速公路服务区里的相关服务人员，收费站等场所的一线从业人员，我们倡导“两点一线”生活方式。同时，上岗时要佩戴N95/KN95口罩。
五是严格落实场站防疫措施。督促经营者加强相关场站、高速公路服务区、收费站和一些交通运输工具的日常公共卫生管理，做好环境清洁消毒、通风换气，疫情严重的地区，要适当加密清洁消毒、通风换气频次，客运车辆及时开窗通风换气。
六是有效应对从业人员大面积感染。我们要督促经营者加强从业人员防疫管理，对驾驶员上岗坚持从严审慎原则，确保身体状况胜任安全行车要求。建立实施关键岗位轮岗备岗制度和跨区域人员运力调配机制，做足应对可能出现的从业人员大面积感染的准备，确保人员接替有序，服务不断不乱。
蔡团结同时呼吁各地关心关爱从业人员，具备条件的高速公路服务区、司机之家等，要设置医疗服务点，配备发热药品等必要防疫物品，提供必要的休息场所，确保从业人员有症状时能够及时用药、合理休息。
“下一步，我们将密切关注各地的疫情发展变化，因时因势调整相关政策和保障措施，指导各地统筹抓好疫情防控和春运各项服务保障工作。”(中新财经)
| 500快三地图 |
