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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）

多国热切期盼中国！******

　　文/刘文文

　　近期，随着中国有序恢复公民出境旅游，出境旅游迎来了久违的“春天”。在多家航司加密部署国际及地区航线的同时，多国也翘首以待，热切期盼中国游客“回归”全球旅游市场。

　　多家航司加密部署国际及地区航线

　　近期，各国内外航空公司积极筹备复航工作，多家航司表示将陆续恢复多条国际及地区航线。

　　北京大兴机场1月17日将正式恢复国际及地区客运航线。自2020年3月14日起，大兴机场国际航班全部转至首都机场运行，至此大兴机场“暂停”了近三年的国际客运航班即将按下“重启键”。

　　中国南方航空华北营销中心副总经理郑越对中新社国是直通车表示，1月17日起，中国南方航空将恢复北京大兴-香港客运航线。目前，南航正积极推动北京大兴至首尔金浦、首尔仁川航线的复航。在国际长航线方面，正在积极推进北京大兴-阿姆斯特丹、伊斯坦布尔航线复航事宜，以上复航航班有望在2023年夏秋航季开始恢复执行。

　　喜马拉雅航空是第一家在大兴机场复航的境外航司。喜马拉雅航空公司中国区国家经理、首席代表安永胜对记者透露，本次复航是2020年停飞后，中国和尼泊尔两国首都之间直飞航班重新恢复。这条航线是北京加德满都两地最快速、最便捷的通道，是中国北方地区直达尼泊尔的空中快线。

　　“加德满都和北京之间开通直飞之后，我们将快速复航更多城市的航班，为中国游客去尼泊尔旅游提供省时省力的直飞体验，极大便利两国之间的文化交流和经贸往来。”安永胜说。

　　此外，近期东航的国际航线也将迎来新一批恢复及加密。1月23日起，东航将新增上海浦东-墨尔本航班，达到每周3班；1月期间，上海浦东-布达佩斯、上海浦东-奥克兰、上海-悉尼等航班将分别加密至每周3班。整个1月，东航每周客运国际航线计划增至48条、184班。

　　吉祥航空1月18日恢复每天1班上海浦东-泰国普吉、泰国清迈。1月22日起恢复每日1班南京-泰国普吉航班。该条航线不仅为南京地区唯一的普吉岛方向定期客运航班，同时也使得吉祥航空泰国方向航线在春运期间达到每天3班。

　　多国热切期盼中国游客“回归”

　　中国一直是全球最主要的出境旅游消费国之一，在中国重启出境游的同时，多国也热切期盼中国游客的到来。

　　1月9日，泰国副总理兼卫生部长阿努廷、泰国交通部长奇乔布以及旅游和体育部部长皮帕一同到机场接机，欢迎新冠“乙类乙管”后首批前往泰国的中国旅客。

　　泰国民航局透露，今年第一季度，将有约338个来自中国的航班将飞抵素万那普机场，其中1月份将有98个航班，2月份将有144个航班，3月份将有96个航班。泰国旅游局表示，中国游客回流将进一步提振泰旅游业，预计今年第一季度赴泰中国游客将达到30万人次，全年接待中国游客将达到500万人次。

　　柬埔寨首相洪森也表示欢迎和期待中国游客来访。他称，柬埔寨对于中国而言一直是一个“有吸引力的旅游目的地”。今年柬埔寨有望接待200万人次的中国游客，这将带动柬埔寨经济快速恢复。

　　马来西亚方面日前预计，2023年将接待中国游客150万至200万人次。新加坡相关业者则估计，中国游客的回流将会给新加坡全年带来额外的20亿新加坡元的收入。

　　除上述国家外，还有一些对中国游客发出了“隔空”在线邀约，包括法国大使馆以及泰国、加拿大、澳大利亚、新西兰、丹麦等国家的旅游局纷纷发帖，欢迎中国游客到访。

　　强劲拉动全球旅游业复苏

　　“中国重新开放国际旅行是全球旅游业复苏进程中的一件大事，将为相关国家旅游经济的全面复苏注入强劲动力。”同程研究院首席研究员程超功对中新社国是直通车说。

　　程超功分析指出，中国旅游业的规模位居全球第二，是多个国家入境旅游的重要客源国，受国内疫情形势影响，2022年中国的国际航班客运量一直处于非正常状态，月客运量仅相当于2019年同期的不到5%。

　　近日发布的《中国出境旅游发展年度报告(2022-2023)》指出，当前中国游客出境旅游意愿变化明显，游客信心正在恢复，有信心前往更远的目的地。

　　“在一定程度上，中国游客的回归是全球旅游业全面复苏的‘最后一块拼图’，也是极其重要的‘引擎’。”程超功说。

　　他进一步指出：“尤其对于东南亚国家的经济复苏而言，中国游客回归是极其重要的推动力。例如，疫情前旅游业占泰国GDP总额的15%左右，而中国游客约占泰国入境游客的三分之一，中国游客的回归将极大拉动泰国经济的复苏。”

　　中国游客的“回归”无疑将给全球旅游业复苏注入一剂“强心针”。郑越表示，“随着更多国际航线复航，有望带动包括国际贸易、中外文化交流在内的国际往来全面恢复，为全球经济发展、旅游复苏注入活力。”

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）