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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）
东西问·中外对话 | 马丁·雅克：如果只能照搬西方模式，谈何理解中国？******
马丁·雅克是英国著名学者、作家。他是剑桥大学博士，并曾长期担任该校高级研究员。马丁·雅克是西方世界解读中国最著名的声音之一，他于2009年首次出版的《当中国统治世界：西方世界的衰落和中国的崛起》是全球范围内的现象级畅销书，已被翻译成15种语言。
中新社德国分社首席记者、中新网研究院副院长彭大伟近日对话马丁·雅克。
马丁·雅克表示，要理解中国发展取得的成功，必须理解中国文明的特性，要明白中国不仅仅是一个民族国家(nation state)，而是一个文明型国家(civilization state)。他指出，西方许多人试图强行让中国接受西方人权等价值观的心态使得西方几乎不可能真正理解中国。他同时建议西方国家如果真的想理解中国抗疫为何取得成功，就应该先去了解孔子的儒家思想。
以下为对话全文摘编：
彭大伟：在您看来，中国成功的根源是在于其选择的制度路径还是其独有的政治领导力？
马丁·雅克：我们必须在更广的维度上进行探讨，而非仅仅是(西方政治学意义上的)政治领导力或政治体制的讨论。按照美国政治学者福山的观点，中国的政治体制展现出比其它任何国家都强大的延续性。如果回顾中国从秦朝以来的治理模式，能够看到这中间经历了很多不同的阶段，但一些重要的特征始终是十分相似的。1949年以来，中国共产党一直是领导中国的政治力量，但即使在这一阶段，中国仍然从传统社会治理中传承了许多重要的因素。
优秀的政治领导力无疑是一个国家所必须的。我认为从毛泽东、邓小平一直到习近平的中国领导人都有着极为突出的政治领导力。今天的中国处在一个新的时期，已取得的发展成就令中国在国际上扮演更加严肃、更加活跃、更加积极的角色成为可能。
中国的体制极其成功地打造了一支富有才干的领导团队和一群治理人才。从历史的尺度来看，从1978年至今，中国的政府出色地完成了其使命。我还想补充的一点是，政党的自我革新是非常重要的，我认为中国共产党迄今为止在这方面做得非常好。西方一直对中国共产党颇有微词，然而让我们直面现实吧——在过去40多年里，中国领导层的表现远远好于同时期的美国领导层。
资料图：上海外滩，游客欣赏“永远跟党走”光影秀。殷立勤 摄彭大伟：当美军仓惶撤离时，美国总统拜登说，美军在阿富汗的使命从来不是“国家构建”(nation building)。中国是否正是因为在中国共产党领导下完成了国家构建，才避免了四分五裂、生灵涂炭的厄运？
马丁·雅克：当下在中国共产党领导下的中国无疑处在一个非常好的时代，很可能是中国曾经经历过的任何时代当中最好的一个。这是站在中国漫长历史的肩膀上实现的。正是由于从中国历史中获得的智慧，中国共产党能够纠正其早期犯下的错误，探索出一条成功的治理之道。
中国文明自身的特性也是很重要的一个方面，中国不仅仅是一个(西方意义上的)民族国家(nation state)，它是一个文明型国家(civilization state)——如果不能理解这一点的话，也就无法真正理解任何有关中国的问题。
彭大伟：您曾提到西方理解中国抗疫模式需要先了解孔子的学说，您还提到西方对此缺乏应有的认知。能否详细阐述这一问题？
马丁·雅克：西方的许多中国问题专家并未真正理解中国，造成这一点的原因是西方人在成长阶段接受的教育是“西方做事情的方式是全世界其它地方学习的模范”，西方的范式比全球其它任何地方的都要优越——西方的运作方式、制度、规范……都成为了用来衡量其它国际的准绳。
例如，在“人权”这样的争议话题上，西方从未真正尝试着去理解中国是如何实践其人权理念的。这是由于双方截然不同的历史传统，可追溯到孔子的时代。在孔子的学说中，个体不是世界的中心，人们重视的是集体，集体可以是一个家庭，也可以是范围更大的集体，一直到整个中国。只有当置身于一个集体、一个社会当中时，个体才具有意义。
资料图：南京小学生行古礼点朱砂“开笔破蒙”，孩子们在南京夫子庙大成殿内的孔子像前留影。泱波 摄在我看来，围绕人权问题的大部分争吵都是基于西方希望想将其思维模式输送给中国，而后者并未接受。这么做意味着这些人并不真正需要理解中国，因为最终他们还是会相信自己是对的、中国是错的。如果动辄就向中国喊话“你们只需要照我们的方式来”，那还谈何理解中国呢？
在诚实和谦虚这两方面，西方在疫情期间的表现无疑都是不及格的。(对中国抗疫方式的指责和后来围绕病毒溯源的纷争)真的都只是一种可耻的、用于分化和转移注意力的借口。
中国是如何取得抗疫成功的？第一，中国政府有非常好、非常清晰的抗疫策略。第二点，也是西方从未探讨过的一点，就是人的因素非常重要。中国人拥有很强大的社会凝聚力和团结度，这种传统深深地植入到中华民族的国族意识当中。这也是为什么美国在抗疫中的表现如此差劲——美国没有中国重视集体的观念。
彭大伟：白宫和美国共和党政客热衷于在新冠溯源等议题上攻击中国，这完全无关严肃的科学研究，而是一种将病毒作为武器的诡辩术？
马丁·雅克：这是一种转移视线的企图，由于美国在疫情期间表现得糟糕透顶，而中国表现得非常突出，政客们不得不出手掩盖这一事实，而这种做法已经给西方带来了国际关系层面上的危机。美国和整个西方抗疫是如此乏善可陈，以至于他们只能一再转向病毒起源的问题。我认为西方国家政府和媒体在这当中的角色是可悲的——并非每一家都是这样，但有太多政府和太多的媒体都热衷于甩锅了。
彭大伟：您如何看待中国共产党带领中国实现复兴的百年历程？
马丁·雅克：这一切成就是属于全体中国人民的，每个中国人都为中国今天的成就作出了一份贡献。当然，要想实现这一切，就必须得有卓越的政治领导，中国共产党恰好是这样一支领导力量。从1949年到1978年再到如今，中国发生的变化是常人无法想象的，非常伟大。中国共产党在我看来是现代人类世界最成功的政治组织，而且遥遥领先其它政党。西方时常会拿苏共进行比较，但中国共产党和苏共完全没有可比性。中国共产党在自我革新、自我重塑方面做得非常好，事实上他们不仅重塑了党，也重塑了中国。执政地位不是理所当然的，政党必须与时俱进，总是着眼未来。中国文化很善于着眼未来。中国共产党传承了中国文化的这一思维特质。这也是为什么中国共产党总能带领自身和国家走出低谷。
邓小平的改革从经济政策上引入了市场的作用。很多人事后说这是“西化”，但恰恰相反，中国开创了一种全新的独特体制，破除了改革开放前束缚发展的要素，将自身发展融入了全球市场。改革开放对中国而言是一种极为自信的思路，因为一旦选择对外开放，中国就得和资本主义世界竞争，面对的竞争对手来自(当时)富裕得多、受教育程度高得多的西方国家。这是非常关键的决断，西方当时没有多少人相信中国能够取得成功，但是中国仍然以强大的自信选择了开放。
资料图：山东港口青岛港自动化码头进行卸货作业。张进刚 摄彭大伟：您对中国推进实现共同富裕有何看法？
马丁·雅克：这是令人非常感兴趣的一项最新发展。西方目前已有的反应都是基于一种几乎是本能的反华态度在驱动——条件反射地认为这是“负面的”。然而西方也正在面临和中国同样的贫富分化问题。
尽管有很强烈的呼声，但美国没有为消除其巨大的不平等问题做任何事。欧洲也不同程度地存在这一问题。20世纪80年代以来，新自由主义的盛行造成不平等问题持续蔓延。中国如今正在试着找到应对之策。互联网成瘾的问题也是一样。这些问题都是真实存在的，必须得到应对、提出解决方案。
（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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