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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）

中阿文化产业合作开新局******

　　本报记者 张 影

　　文化产业合作是中阿文化交流合作的重要组成部分。为落实首届中国—阿拉伯国家峰会成果，近日，首届中阿文化产业论坛在海上丝绸之路的起点之一——中国江西景德镇举办，来自中国和阿拉伯国家政府机构及学界、业界的代表以线上线下结合的方式参加论坛。本届论坛聚焦创意设计、数字艺术、动漫游戏等青年关注与喜爱的文化领域，推动中阿优秀青年创意创业人才分享文化产业、创意经济方面的成功案例，交流行业发展现状和未来趋势，探索中阿文化新业态的合作机遇与路径。

　　近年来，中国着力推动文化产业高质量发展，文化产业成为国民经济发展的新动能、新引擎，文化贸易成为中华文化走向世界的重要途径。

　　中国文化和旅游部产业发展司副司长马力认为，中国和阿拉伯国家都有悠久的历史和丰富的文化资源，双方都对发展文化产业具有积极的意愿和共同的目标。特别是阿拉伯国家拥有庞大的青年群体，近年来城市化进程加快推进，发展文化产业有需求、有空间；中国拥有发展文化产业的技术、人才优势，有能力也有意愿提供符合阿拉伯国家消费者需求的文化产品和服务，中阿文化产业合作可以优势互补、互利共赢。

　　马力举例，中国苏州欧瑞动漫公司和沙特阿拉伯文化新闻部联合出品的动漫作品《孔小西与哈基姆》，以动漫为纽带展现了中沙文化的互融互通，播撒了中沙文化友好的种子；华强动漫出品的“熊出没”系列动漫，曾在沙特、阿联酋、黎巴嫩、科威特、约旦等国家播出，受到当地观众喜爱；智慧宫国际文化传播集团搭建中阿影视动漫制作平台，助力《山海情》等中国优秀影视作品在阿拉伯国家播出……中阿文化产业合作不断深化、亮点纷呈。“我们希望与阿拉伯国家一起深入挖掘中阿文化内涵，共同开发传承弘扬中阿优秀文化、符合中阿文化消费市场需求的优秀文化产品和服务，打造文化IP。”马力说。

　　中央财经大学文化经济研究院院长魏鹏举同样看好中阿文化产业合作前景。他认为：“中阿可以在文博数字化的保护与创新、数字文化产业与贸易、沉浸式旅游演绎、影视和出版4个方面展开深入合作及拓展。中国文化产业发展一定要实现高质量、高水平的文化贸易，要打通国内和国际两个文化市场，这两个文化市场不仅意味着文化的交流合作，也意味着在此基础上实现真正的民心相通。”

　　欧瑞动漫从2013年开始实施文化“走出去”策略，目前已与100多个国家的700多家文化公司建立了合作关系。该公司总经理钱锋表示，早年国外对中国的影视比较陌生，最近几年，通过版权买卖等形式，中国影视的身影频现阿拉伯地区，中阿双方通过版权合作，进入文化融合发展新阶段。“包括我们公司在内的很多国内影视公司、动漫公司、游戏公司已进入阿拉伯地区。我个人感觉，阿拉伯地区的文化公司也非常渴望来到中国，与中国的公司开展合作，分享中国庞大的市场红利。”钱锋说。

　　光纤企业深圳洲明科技承接了卡塔尔世界杯决赛场地的显示工程，总共为卡塔尔世界杯提供了约3600平方米的LED显示屏。洲明科技副总裁刘俊介绍：“我们与阿拉伯国家的合作由来已久，沙特首都利雅得的LED显示屏大多由洲明提供。除此之外，我们还提供裸眼3D的数字内容服务，中国制造技术和裸眼3D的数字内容得到了国际客户的认可。”

　　成立25年的音乐公司摩登天空，近年来将触角延伸至更多数字化场景。摩登天空副总裁张翀硕表示，公司研发了一系列线上音乐演出项目，并开始虚拟现实融合的探索。摩登天空尝试与阿拉伯国家开展音乐领域的交流。2021年，中国的草莓音乐节与摩洛哥的Visa For Music音乐节合作，共同呈现“中国—摩洛哥线上草莓音乐节”。“我们的草莓音乐节在中国北京线下举办，线上则把两个音乐节混合编辑在一起，实时进行播出，除了在时空上交融，在文化元素上面也有很多碰撞和探索。我们在实现两国文化交流的同时，也互相推广了音乐人和音乐节品牌。”张翀硕还对更多未来的数字化沉浸演出作出畅想，“可能在这样的世界里，你可以瞬间穿梭到埃及的金字塔下看中国艺术家的表演，也可以瞬间穿梭到中国的长城看阿拉伯世界的文化内容，这些内容都可无限融合……”

　　越来越多的国家重视发掘数字文化的价值。“我们有两个目标，一个目标是用科技来给我们的文化遗产和文化资源赋能，另一个目标是让更多突尼斯青年了解他们的历史，让他们从事数字文创产业，以数字科技融入市场。”突尼斯国际数字文化经济中心主任塞勒瓦·阿卜杜勒哈利格表示，“我们希望在一些新的领域实现发展，并与国际同仁在这些虚拟平台上开展合作。”

　　作为论坛成果，中国文化和旅游部发布了《2022中阿文化产业景德镇倡议》，特别提出加强中阿青年在数字创意、数字娱乐、网络视听、线上演播、数字艺术展示、沉浸式体验等方面的交流，共享数字时代发展新机遇，拓展文化产业合作新渠道。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）