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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）

展现马克思主义党建理论与时俱进当代轨迹的一部力作——《新时代全面从严治党基本理论研究》简评******

　　作者：韩庆祥（中共中央党校一级教授，原中央党校校委委员、副教育长）

　　新近由人民出版社出版，王世谊教授撰写的《新时代全面从严治党基本理论研究》一书对于新时代全面从严治党理论体系、学术体系和话语体系作出了富有重要价值的开拓性探索，对新时代全面从严治党基本理论的时代背景、理论渊源、发展脉络、生成逻辑、主要内容、框架体系、历史地位等作了较为全面系统的概述，全书分，可独立成篇；合，则浑然一体，书后附有参考文献。从而给读者展现了一个较为系统、完整、清晰的理论轮廓和体系框架。通读全书感觉有三个鲜明特点：

　　其一，本书揭示了与时俱进这一马克思主义的“理论品质”，研究视角十分富有新意。与时俱进是马克思主义的理论品质和永恒主题。所谓“与时俱进”，“时”就是指时间、时机、时代，也就是历史和实践。“时”前进了，思想理论也要呼应时代的变革和实践的发展，不断创新，不断前进，这就叫与时俱进。本书集中体现了当代中国共产党人对马克思主义党建学科科学性的新认识。我们正处在一个伟大变革的时代。这是一个亟需与时俱进，进行理论创新的时代。为什么要与时俱进，进行理论创新？根本的原因在于历史的条件和实践的内容不断发展变化，是迅猛发展的实践的强烈呼唤，是急剧变革的时代的迫切要求。变革的时代始终是孕育理论突破的土壤，创新的理论成果总是一定历史实践催生的产儿。本书作者抓住新时代全面从严治党基本理论的理论品质、深刻主题和哲学方法论，进行条分缕析，在此基础上，该书突出时代主题，着力深化对共产党执政规律、社会主义建设规律、人类社会发展规律的认识，比较全面地阐发了该书以自我革命精神为基石构建新时代全面从严治党话语体系，着力营造新时代全面从严治党基本理论学术体系，探索新时代全面从严治党基本理论的创新思路。党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央坚定不移推进全面从严治党，并进行了艰辛的理论创新，使我们党的建设理论在继承的基础上，不断总结新的经验，吸取新的思想而向前发展，不断为新时代执政党建设实践提出新的理论指导。本书特别重视以习近平同志为核心的党中央在新时代全面从严治党理论创新和实践发展中这些极富创造性的宝贵的思想财富，在深入挖掘、准确领会、完整阐释新时代全面从严治党的创新思维方面，《新时代全面从严治党基本理论研究》一书在这方面作了非常有益的探索。本书作者以马克思主义党建理论为指导，把研究的触角伸向新时代全面从严治党实际运作的各个具体领域，在理论和实践的动态发展中勾勒出了新时代全面从严治党基本理论的基本框架。

　　其二，该书的框架结构十分科学，对于新时代全面从严治党基本理论的中心问题作出了富有重要价值的探索。该书按照新时代全面从严治党基本理论固有的科学性、规律性和逻辑层次，全书分为总论、分论和结语三部分，总论主要是新时代全面从严治党基本理论的总体阐述，分论包括全面从严治党必须践行初心使命、必须从严管理干部、必须抓基层打基础、必须持之以恒正风肃纪、必须坚持制度治党依规治党、必须以零容忍态度惩治腐败、必须完善全面从严治党制度，推进国家治理体系和治理能力现代化。分论对新时代全面从严治党基本理论分专题作了详尽阐述，结语着力阐述新时代全面从严治党基本理论的规律性认识，上述内容构筑了全书的理论体系框架。这一框架比较全面地涉及到新时代全面从严治党基本理论的各个主要领域，较为完整地反映新时代全面从严治党基本理论的精神实质及其内在的逻辑体系。该书注重从整体上掌握其基本内容和基本观点，努力把握各种观点的内在联系和系统性、完整性，并力求抓住重点，突出理论创新，体现了学术研究应有的科学态度和科学精神。从而既保证了全书各个部分相互衔接、连贯一致，又避免了各部分内容的简单重复。

　　其三，本书提出的“四梁八柱”理论概括涵盖了新时代全面从严治党话语体系的基本内容。构建新时代全面从严治党话语体系的“四梁八柱”，既是坚持自我革命与全面从严治党的需要，也是保证党自身先进性和纯洁性的需要，更是通过政党治理提升国家治理效能的内在要求，本书“四梁八柱”的概括给人耳目一新之感。全面从严治党是一项系统工程，通读全书，感受到了作者严谨的治学态度，本书坚持政治话语、学理话语和世界话语相统一，坚持历史、理论和现实相统一，提出了许多富有创造性的观点，是作者辛勤耕耘、潜心钻研的丰硕成果。相信该书的出版对进一步深入学习和研究习近平新时代中国特色社会主义思想，全面贯彻党的二十大精神，坚定不移全面从严治党，深入推进新时代党的建设新的伟大工程将会产生积极的作用和影响。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）