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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）

中国式现代化的经济学内涵******

　　作者：余淼杰（辽宁大学党委副书记、校长。长江学者、北京大学博雅特聘教授）

　　2022年10月16日，习近平总书记在党的二十大报告中明确指出，从现在起，中国共产党的中心任务就是团结带领全国各族人民全面建成社会主义现代化强国、实现第二个百年奋斗目标，以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴。

　　一、人口规模巨大的现代化

　　如何理解中国式现代化是“人口规模巨大的现代化”？主要可以从以下两个方面来理解。

　　一方面，这集中概括了我国人口规模巨大的特殊国情。迄今为止，世界上实现现代化的国家和地区不超过30个，总人口不超过10亿人，而中国有14亿多人口，且地区、行业、城乡差异巨大，因而人口规模巨大成为了中国式现代化的一大特征。

　　巨大的人口规模固然为中国的现代化提出了一系列挑战，但更构成了未来中国经济的核心竞争优势，即中国能否依托人口规模巨大的优势，充分挖掘巨大的国内市场潜力。中国作为大型经济体，想要实现中国式现代化，必须充分考虑中国人口规模巨大的特殊国情，在坚持对外开放的同时，挖掘好、发挥好我国超大规模市场的优势。具体来说，要抓好“五统一”：一是强化市场基础制度规则统一；二是推进市场设施高标准联通；三是打造统一的要素和资源市场；四是推进商品和服务市场高水平统一；五是推进市场监管公平统一。同时，要进一步规范不当市场竞争和市场干预行为。

　　二、全体人民共同富裕的现代化

　　习近平总书记在党史学习教育动员大会上指出：“历史充分证明，江山就是人民，人民就是江山，人心向背关系党的生死存亡”。我们党始终坚持以人民为中心的发展思想，始终把实现共同富裕作为我们党矢志不渝的奋斗目标。因此，中国式现代化必然是全体人民共同富裕的现代化。

　　第一，强调高水平的富裕，反对不劳而获。第二，强调机会公平，而非结果公平。第三，加大个人收入分配调节力度，合理调整收入分配格局。

　　三、物质文明和精神文明相协调的现代化

　　我国现阶段的主要矛盾是人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。因而，如何解决不平衡不充分的发展就成为了当前中国经济社会面临的主要问题。

　　党的十八届五中全会提出了“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念，从不同角度解释不平衡、不充分问题。其中，创新是第一原动力，绿色是普遍特征，绿色是内生特征，共享是最终目标，开放是必由之路。因此，一是全面准确地理解和贯彻五大新发展理念，促进物质文明的中国式现代化。二是推进马克思主义的中国化和时代化，促进精神文明的中国式现代化。以经济学为例，构建有中国体系、中国风格的经济学理论。我们要坚定文化自信，推进马克思主义中国化和时代化，在精神文明方面发出中国声音、打造中国学派，实现物质文明和精神文明相协调的现代化。

　　四、人与自然和谐共生的现代化

　　绿水青山就是金山银山。在我国，保护生态环境已经被提到了前所未有的高度，成为中国式现代化的一大重要特征。遵循党的二十大报告，坚持先立后破原则。逐步实现传统化石能源到新兴可再生资源的平稳过渡，实现人与自然和谐共生的中国式现代化。积极参与国际公约谈判，强调累计计算和人均计算的分担原则。

　　五、走和平发展道路的现代化

　　和平与发展是时代的主题，是时代的主旋律。处在经济全球化的时代，要从以下几方面，实现经济层面上的走和平发展道路的中国式现代化。

　　第一，推行“一带一路”倡议，实行差异化发展战略。在三大经贸体系中，亚非发展中国家处于边缘状态，因此我国的“一带一路”倡议大有可为。第二，加强地区经贸合作，优先发展中日韩自贸区。具体来说，推进沈阳城市建设，加强中国与日本、韩国的经贸往来，将其作为推动中日韩自贸协定的主要抓手和“桥头堡”，推动中国经济发展。第三，构建新开放格局，鼓励中国企业“走出去”。

　　总而言之，中国式现代化是共性和特性相统一的现代化，有丰富的内涵，2023年在中国共产党的领导下，以新发展格局为抓手，逐步推进上述措施，我们最终一定能完成中国式现代化，实现中华民族伟大复兴。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）