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）

“22℃商洛·中国康养之都”全国摄影大赛征稿启事******

　　为全面展示商洛生态之美、景色之美、乡村之美、文化之美、发展之美，持续唱响“22℃商洛·中国康养之都”品牌，聚力打造“一都四区”，拟举办“22℃商洛·中国康养之都”全国摄影大赛。

　　一、主办承办

　　1.主办单位：商洛市文化和旅游局

　　2.承办单位：人民摄影报社

　　3.协办单位：商洛市摄影家协会 各县区文化和旅游局

　　4.支持媒体：人民摄影网、光明网光明图片事业部、经济日报中经视觉、中国新闻图片网、工家视界、中国摄影网、视觉中国500PX等媒体。

　　二、活动主题

　　相约22℃商洛 聚焦中国康养之都

　　三、征稿时间

　　2022年9月30日—2023年6月30日

　　四、奖项设置

　　奖项共计9万元

　　一等奖2名，奖金各10000元，证书一件；

　　二等奖5名，奖金各5000元，证书一件；

　　三等奖10名，奖金各2000元，证书一件；

　　优秀奖50名，奖金各500元，证书一件；

　　备注：奖金均为税前，作者需开票、提供原图、原创声明、授权使用书领取奖金，商洛市文化和旅游局对获奖作品拥有使用权，如若存在侵权等行为由作者承担所有责任。

　　五、征稿细则

　　1.本届大赛以“相约22℃商洛 聚焦中国康养之都”为主题，主要征集反映商洛生态之美、景色之美、乡村之美、文化之美、发展之美的优秀摄影作品，作品必须为拍摄商洛市境内画面，形式风格不限，拍摄时间不限，单幅、组照不限（组照每组6-10幅），投稿数量不限，彩色照片。

　　2.参赛作品必须是投稿者本人独立完成的作品，并对其拥有独立、完整、明确、无争议的著作权；同时保证作品没有侵犯第三人的著作权、肖像权、名誉权、隐私权及其他合法权益。

　　3.参赛作品不得对原始影像内容进行增加或删减。在后期制作中，对影调和色调等的适度调整，以不违背拍摄对象客观真实属性为准。

　　4.所有投稿作品严禁利用任何技术方法使用他人作品的全部或局部影像。凡因违反上述规定而导致相关纠纷的，一切法律责任由投稿者本人承担。

　　5.对于妨害公序良俗的作品及行为，一经发现立即取消参赛资格。

　　6.本届“22℃商洛 中国康养之都”摄影大赛评选结果将在人民摄影网（www.51peoplephoto.com）公示，为期一周。公示期间设立专用信箱，受理实名举报。最终结果将在人民摄影报、人民摄影网公布。

　　7.作品获奖后，组委会将统一调取作品原始文件，用于展览和画册制作。对于获奖作品，组委会有权以复制、发行、展览、放映、信息网络传播等方式使用，且不再支付稿酬。

　　8.凡投稿者，即视为已同意本征稿启事之所有规定。凡不符合本征稿启事规定的，评选委员会有权不予评选。组委会对本征稿启事及本届大赛的有关事项，具有最终解释权。

　　六、投稿方式

　　1.参赛作者登录人民摄影网（www.51peoplephoto.com）首页或微信公众平台（rmsyphoto），点击赛事频道进入“22℃商洛 中国康养之都”全国摄影大赛专区，根据页面提示，注册并填写相关信息、上传参赛作品，并根据投稿页面要求，清楚填写作品标题、作者姓名、 每幅作品附简短文字说明。对于投稿作品，工作人员将初步审核，符合要求的作品将放置于活动网站的作品展示页中。

　　2.本次大赛只收电子文件，文件格式要求为JPEG，文件需在3M以内（获奖后组委会调取原片，如在规定时间内不提交者，会被视为自动放弃此奖项）。

　　3.每幅图片须有唯一的标题，不接受“未标题”或“无题”作品，组照中的所有图片均须有唯一标题。不允许在图片上出现标题和作者的任何信息，也不允许在作品标题中出现作者名字等相关身份信息。

《巡检村花海》

《天竺山景区》

《金丝峡景区》

《江山如画》叶书有 摄

《江山村》

《牛背梁景区》

《柞水朱家湾》

《塔云山景区》

　　商洛，地处秦岭东段南麓、陕鄂豫三省结合部，因境内商山、洛水而得名。2002年撤地设市，辖商州、洛南、丹凤、商南、山阳、镇安、柞水1区6县及商洛高新区，常住人口204万人，总面积1.93万平方公里。商洛是连接“一带一路”和长江经济带的重要节点城市，属国家级关中平原城市群城市和国家循环经济示范市，先后获得“中国特色魅力城市”“中国气候康养之都”“国家森林城市”“中国最佳康养休闲旅游市”和首个“陕西省森林旅游示范市”等称号。

　　商洛区位交通优越。商洛是陕西的东南门户，是西北连接华东、华中的主通道，西邻古都西安，东连南阳盆地，北接八百里秦川，南镶汉江平原，沪陕、福银、包茂三条高速公路、312国道以及宁西、西康铁路贯穿全境，西武高铁和西渝高铁商洛段已经开工，商洛将全面融入西安半小时经济圈，迎来了千载难逢的发展机遇，充满了加快发展的生机与活力。

　　商洛生态环境优美。商洛全境位于秦岭腹地，地跨长江、黄河两大流域，位于北亚热带向暖温带过渡地带，气候温和，四季分明，雨量充沛，是国家南水北调中线工程重要水源区。商洛森林覆盖率69.56%，是全国平均水平的3倍多；空气中每立方厘米负氧离子高达2万个以上，是世界卫生组织规定的清新空气标准的20倍左右。商洛境内自然景观独特，秦雄楚秀汇于一身，有3A级以上景区46家、省级全域旅游示范区5个、全国乡村旅游重点村7个，乡村旅游发展模式入选全国典型案例，被称为“北京的清泉、西安的氧吧、养生的天堂、秦岭的乐园”。

　　商洛自然资源富集。商洛地处秦岭东西构造带，成矿地质条件好，是金属和非金属资源的宝库，已探明并列入陕西省2006年储量表的矿产有46种108处，潜在价值超万亿元，其中大型矿藏35个，钒、钼、铁、钛、金、石墨、萤石等矿种优势特别明显。商洛有适生中药材1119种，列入国家“中草药”资源调查表的286种，是西北地区中药材最佳适生区，丹参、连翘、桔梗、五味子、黄芩等“五大商药”闻名全国，自古就有“秦岭无闲草，商山多灵药”之赞誉。核桃、板栗、茶叶等农林特产量大质优，有“中国核桃之都”“中国板栗之乡”“北方茶叶之乡”的美称。

　　商洛历史人文深厚。商洛旧石器时代就有先民活动，公元257年设上洛郡，历史上曾是夏禹治水、仓颉造字、商鞅封邑、“四皓”隐居、闯王屯兵的地方。商洛也是红色的土地，作为鄂豫陕革命根据地的中心区域，刘志丹、刘伯承、徐向前、李先念、王震等老一辈无产阶级革命家先后在此浴血奋战。商洛文化积淀深厚，李白、白居易等诗文大家在商洛留下了大量不朽篇章和美妙传说。商洛花鼓列入国家首批非物质文化遗产，《屠夫状元》《六斤县长》《带灯》《情怀》等优秀剧目享誉全国，是全国知名的“戏剧之乡”“文化绿洲”，商洛也是当代著名作家贾平凹、陈彦的故乡，成功创建为“中国文化经济活力城市”。