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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）
台当局新行政团队“绿色大风吹”，网友：换汤不换药******
据台湾媒体报道，台行政管理机构将于31日进行新旧团队交接。苏贞昌接任者陈建仁已启动新团队人员更替，目前班底已大致确定。
从已公布的名单来看，桃园市前市长郑文灿将与陈建仁搭档出任正副负责人，行政团队新面孔包括文化事务主管部门负责人史哲、台北故宫博物院院长萧宗煌等，留任成员则包括数位发展事务主管部门负责人唐凤、教育事务主管部门负责人潘文忠、交通事务主管部门负责人王国材、农业事务主管部门负责人陈吉仲等。
陈建仁与郑文灿。中时新闻网陈建仁称，稳健衔接政务、扩大世代合作、增加女性成员，是此次组建团队的原则，用人唯才、适才适所，要让更多愿意为台湾做事的人尽其才。
对此，岛内民众并不买账，舆论直批新团队人事调整无异于“旧酒装新瓶”“换汤不换药”。
陈建仁何许人也？
陈建仁给人以“学界清流”的印象，曾任台湾大学公共卫生研究所所长等职。他的父亲出身中国国民党地方派系，曾任高雄县县长。陈水扁执政时期，陈建仁便和蔡英文在行政机构共事。2015年，他以无党籍身份与蔡英文搭档参选台湾地区正、副领导人，2016年成为台湾地区第一位无党籍的副领导人。
2019年，面对“务实台独工作者”赖清德的突袭式挑战，陈建仁宣布不争取竞选连任，次年任期届满后卸任，并于2021年底申请加入民进党，被视为蔡英文的“心腹”。
在行事方面，陈建仁以“中立温和”的学者身份自居。在镜头前总面带笑容，语气平和，岛内有媒体称其为暖男、“大仁哥”。他曾表示自己醉心于研究，对政治没有兴趣。对于此次人事调整，他宣称期许组建“温柔坚韧”的团队。
不过，岛内不乏针对陈建仁的批评。2007年其担任台湾科技发展部门负责人时，共同挂名的论文疑似抄袭，为此请辞。新冠疫情中，其盲目为“高端疫苗”站台而被称为“高端圣骑士”。此外，岛内有声音认为，陈建仁缺乏从政经验，恐难应对复杂的党内派系斗争及棘手的民生问题。
人事调整or政治妥协？
对于苏贞昌请辞，岛内舆论分析，这极可能是其从政生涯的最后一程。其任内台湾物价飞涨、民众薪水倒退、贫富差距拉大，而苏贞昌团队行事作风却蛮横傲慢，引发民众极大不满。
2022年底，民进党在台湾地区“九合一”选举中失利，民进党党内及民众皆对苏贞昌愈发不满。随着接连补选的败北，普发现金的“保卫战”失效，苏贞昌不得不下台走人。
岛内舆论认为，从苏贞昌的辞职时机及已公布的人选名单来看，民进党内部存在诸多派系与权位算计。陈吉仲、薛瑞元、王美花、林右昌等多位行政团队成员都有“黑历史”。此波人事安排并非以专业及经济优先，可说是派系平衡下的妥协名单，遑论“用人唯才”。当前岛内“党”“政”貌合神离，相关调整只是为避免“政治跛脚”而作出的挣扎。
台湾《联合报》认为，陈建仁行政经历有限，学者性格处理政务明显难大破大立，用陈建仁接替苏贞昌，便于将行政资源在“2024大选年”笼络牵制党内各派系，并掌握接班人团队。
苏贞昌与陈建仁。联合报中国国民党民意代表赖士葆质疑，此次人事调整有如“绿色大风吹”，陈建仁虽成为新任行政机构负责人，但蔡英文剥夺了他的人事任命权，陈建仁带领的行政团队只是代理人而已，实效堪忧。
民众党立法院党团总召邱臣远建议，对于高度争议的留任名单，陈建仁应勇于展现个人意志，知人善任，才能真正展现改革魄力。
岛内民众期待什么？
对于陈建仁接任台行政机构负责人，岛内一份最新的网络民调显示，有92%的民众“不相信会做得很好”。反之，“相信陈建仁会做得很好”的民众仅有4%，调查结果引发讨论。
不少网友留言批评：“他的心里只有高端没有人民”“不祈望就没失望”“无需期待”“觉得现在的执政团队，哪位来接任都没用，因为没有一位是专业的，更何况都是为己私利，有哪位真为台湾百姓做事，所以换谁做还是一样无解。”
岛内舆论指出，面对严峻台海局势、通货膨胀及经济不景气、治安败坏等事件频传，民众并不关心人事变动，真正在乎的是如何解决实际问题。如提高薪水、稳定物价、农产品营销等民生事项，都有赖新团队尽心尽速解决，期待真正以民为先。(记者 穆朗)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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