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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）

俄乌局势进展：乌克兰内务部长坠机遇难 俄罗斯宣布将扩军至150万人******

　　中新社北京1月18日电 综合消息：乌克兰内务部18日证实，乌内务部部长当天在乌基辅州直升机坠毁事故中遇难。俄罗斯外长拉夫罗夫18日举行年度记者会，就乌克兰局势等发表最新看法。俄罗斯国防部17日宣布俄将扩军至150万人。

　　乌内务部长坠机遇难

　　乌克兰媒体18日报道称，一架直升机当天在基辅附近坠毁，包括乌内务部长莫纳斯特尔斯基在内的18人遇难，乌内务部证实了该消息。报道还援引乌空军消息称，坠毁的直升机隶属于乌国家紧急事务局，事发时正在执行任务。

　　乌俄两国媒体当天早些时候报道称，乌克兰一架直升机在基辅州坠毁，造成16人遇难，22人受伤。报道援引警方消息称，遇难者中有9人乘机，其中包括乌内务部长和他的第一副手。由于坠机地点靠近当地一家幼儿园，造成幼儿园中包括儿童在内的人员伤亡。

　　俄国防部宣布俄将扩军至150万人

　　根据俄国防部17日消息，俄国防部长绍伊古当天表示，将在2023年至2026年期间落实俄武装力量大规模调整、人数增加、军事行政区划调整等计划，其中俄军总兵力将扩充到150万人。

　　绍伊古表示，俄总统普京决定将武装力量人数增加到150万人。只有通过加强武装力量关键组成部分建设，才能确保国家军事安全，保护相关地区和关键设施目标安全。

　　俄总统新闻秘书佩斯科夫当天表示，俄将扩军是西方行动所致，国家安全应获得无条件保障。

　　俄外长举行年度记者会

　　俄外交部长拉夫罗夫18日举行年度记者会。据俄罗斯卫星通讯社报道，拉夫罗夫在记者会上就乌克兰局势指出，西方正在利用乌克兰作为代理人发动战争。西方在地缘政治新条件下想“掠夺全世界”。

　　报道称，拉夫罗夫在回答“俄对乌特别军事行动是否会在今年结束”的问题时表示，特别军事行动的目标不是虚构的，它由俄国家安全的根本利益决定。他还称，不应有来自乌克兰的对俄威胁，在乌领土上不应有威胁俄的军事基础设施。

　　乌居民楼遇袭事件已致45人遇难 乌总统办公室顾问辞职

　　据《乌克兰真理报》报道，乌总统新闻秘书17日证实，乌总统府批准了乌总统办公室顾问阿列斯托维奇的辞职申请。

　　当天早些时候，阿列斯托维奇在社交媒体平台发消息宣布辞职。英国《卫报》等外媒报道称，他曾就乌克兰第聂伯罗市居民楼遇袭事件发表评论，称一枚被乌军防空系统击落的俄军导弹坠落在居民楼上发生爆炸。但乌军方随后否认了这一说法。该言论引发乌克兰国内多方指责，认为其将责任归咎于乌方，诋毁乌军方。

　　据乌克兰国家通讯社17日报道，第聂伯罗市一栋居民楼当地时间14日遭导弹袭击，导致部分楼体坍塌，已造成45人遇难，79人受伤。目前搜救工作和废墟清理工作已完成。

　　路透社等外媒报道称，乌方指责俄军导弹袭击致悲剧发生。俄方则否认袭击居民楼，并表示，俄军打击对象为乌方军事目标。

　　欧盟九国民调显示近半民众望尽快结束乌克兰危机

　　据今日俄罗斯电视台报道，17日公布的一项民调结果显示，奥地利、法国、德国、希腊、意大利、荷兰、波兰、葡萄牙和西班牙九国受访者中，有约48%的人表示，希望乌克兰为和平而妥协，以尽快结束乌克兰危机。

　　报道称，60%的德国受访者赞成乌方妥协，对欧盟军援持怀疑态度。民众观点与德国政府官方立场出现分歧。60%的希腊受访者和50%的意大利受访者明确表示，对欧盟军援持反对态度。

　　另据美国有线电视新闻网报道，欧盟委员会主席冯德莱恩17日表示，对俄罗斯的第10轮制裁即将到来。此轮制裁将重点关注“堵住已采取措施的漏洞”。她还称，西方盟友需要加强向乌克兰提供军事支持和装备的水平。乌克兰需要“它能够操作的所有军事装备”。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）