彩神彩票论坛|百科百科

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）

电影《讲究人》预告片首发 二手玫瑰梁龙爆笑上演东北讲究人******

　　由刘作涛执导、吕仲男编剧，二手玫瑰主唱梁龙领衔主演，丁溪鹤、李庆、张舒淼、曹汉超主演的东北喜剧电影《讲究人》正式定档12月18日于腾讯视频、爱奇艺笑闹上线。《讲究人》以东北小城为故事背景，讲述了张大讲究平凡而又不平常的生活叙记，通过小人物视角展现了东北人对讲究的独特理解，处处充满人间烟火气。该影片由西安凯斯影视传媒有限公司、北京金涛星辰影业有限公司出品。

　　梁龙上演讲究专业户，呈现小人物多种切面

　　今日，在影片《讲究人》首发预告中，从天涯歌舞厅走出的“摇滚教母”梁龙一口熟悉的东北话——“今天是个好日子，吉祥的事儿都能成”，瞬间将人带入东北浓厚的欢乐氛围里，其饰演的通北第一大炮子—张大讲究更可谓是人如其名，把“讲究”两个字360度全方位贯彻落实，集东北人经典特质于一身，开口便是梗，令人不禁捧腹大笑。

　　论张大讲究到底有多讲究？观众们或许可以从预告中窥见该角色的几个高光切面，首先是兄弟情之间的讲究，还处于年轻气盛时期的张大讲究带领好兄弟们上演了一场东北冰雪版雄霸风云，当三人对战众多对手时，他展现了“你们先走，我断后”为兄弟两肋插刀不惜牺牲自我的江湖精神。当多年后大讲究再次面对昔日旧敌时，亦或可以为了兄弟，二话不说直接以酒瓶子砸头的直球方式向对方道歉低头。大讲究视兄弟为家人，遇见事儿不怕事儿，能伸能屈，只为求得他们平安，这兄弟情之间的讲究令人动容。

　　俗话说“一方水土养一方人”，预告片中不论是秧歌队明丽的色调还是有趣的台词，都营造出了一种别具一格的东北人专属气质和轻松幽默的氛围感，从视听双重感受展现了东北人的搞笑讲究。生活中，大讲究和媳妇儿的对话如同情景喜剧般笑点密集；工作中，大讲究和饭馆老板的对话也令人啼笑皆非，但东北人的搞笑讲究就是如此让人畅快而轻松，好感倍增。

　　讲究的内核始终如一，梁龙于角色中释放本色

　　在大讲究的人生轨迹里，讲究贯穿了他的一生，这种讲究不仅具有丰富的精神内核，还形成了一套独有的生活准则讲究之道。其中不乏有大讲究执着于重开天涯歌舞厅为老年人献爱，用自己的方式温暖他们，对人对事皆真诚以待，大讲究在某种程度上是让人安心的一种存在。

　　影片中饰演大讲究的梁龙，相信大家都并不陌生，身为中国著名摇滚乐队二手玫瑰的主唱，是摇滚教母也是美妆博主，近期一直活跃在各大音乐综艺，且多次跨界出演电影角色。时至今日，梁龙的名字仍持续跳动于不同领域，他的更多真实面逐渐被更多人熟知。同样身为东北人的梁龙，在工作和生活中也自有一套讲究的行事风格，包括对音乐的讲究、对艺术的讲究、对美妆的讲究、对电影的讲究……与片中角色张大讲究简直如出一辙，这一角色更像是他的本色出演。

　　电影《讲究人》围绕张大讲究一角，以他为轴心，画出了人生并不完美的圆，有欢笑也有苦恼，有困难也有挑战。但就是这样一个个东北小城中的小人物，他们努力生活着，奔走在属于自己的一方土地，或许各人各有不同的“讲究”，但这才组成了充满人间烟火气的生活。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）