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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）

【思享家】坚持胸怀天下，推进新时代党的理论创新******

　　作者：艾四林（清华大学习近平新时代中国特色社会主义思想研究院院长、教授）

　　我们党之所以能够走到今天，从弱到强、从小到大，取得一个又一个胜利，一个重要原因是始终将马克思主义基本原理同中国具体实际相结合、同中华优秀传统文化相结合，不断开拓马克思主义中国化时代化新篇章，实现理论上的创新。这“两个结合”充分说明了马克思主义从普遍到个别的历程，是推进党的理论创新的根本途径，是中国化时代化马克思主义理论之树常青的奥妙所在。在此基础上还有另一个方面也是十分重要的，那就是我们党在进行理论创新的时候始终立足于中国实际，又放眼世界胸怀天下。党的二十大报告用“六个坚持”科学凝练了习近平新时代中国特色社会主义思想的立场观点方法，概括了习近平新时代中国特色社会主义思想的世界观和方法论。“六个坚持”其中之一就是必须坚持胸怀天下。必须坚持胸怀天下既构成了习近平新时代中国特色社会主义思想的世界观和方法论，也是指引我们进一步推动党的理论创新的重要途径。

　　“必须坚持胸怀天下”体现了马克思主义的初心和使命。人类情怀是马克思主义鲜明的品质。习近平总书记在纪念马克思诞辰200周年大会上曾经这样强调，马克思主义博大精深，归根到底就是一句话，为人类求解放。在马克思之前，社会上占统治地位的理论都是为统治阶级服务的。马克思主义第一次站在人民的立场探求人类自由解放的道路，以科学的理论为最终建立一个没有压迫、没有剥削、人人平等、人人自由的理想社会指明了方向。因此，离开了人类的情怀、世界的眼光，离马克思主义也就相距甚远了。中国共产党的诞生是中国近代历史发展的结果，是中国近代工人运动发展的结果，也是国际共产主义运动发展的结果，更是顺应世界发展大势的结果。中国共产党从诞生的那一天起就是以马克思主义为指导的，我们之所以在众多的思潮当中、众多的主义当中选择马克思主义为指导，正是因为对马克思主义科学性先进性深信不疑，这也正是对马克思主义“人类情怀”的认同。因此，人类情怀、世界眼光是中国共产党人的基因，选择了马克思主义为指导就选择了真理的制高点、选择了道义的制高点。回顾我们党一百多年的历程，始终是把为人类作出更大贡献作为自己的使命。一百多年的历史证明，我们党既是为中国人民谋幸福、为中华民族谋复兴的政党，也是为人类谋进步、为世界谋大同的政党，只有更好地理解这“四为四谋”，才能正确把握我们党完整的初心和使命。

　　“必须坚持胸怀天下”是我们党百年理论创新和实践创新的宝贵经验。回顾这一百多年的历程，可以清晰地看到无论是在革命、建设、改革各个历史时期还是在新时代，我们党始终是以世界眼光关注人类的前途命运，始终从人类发展大潮流、世界变化大格局、中国发展大历史来正确认识和处理同世界的关系。一百多年来，我们党始终和外部世界处于相互的互动当中，并在这种互动当中不断开创革命道路，乃至于今天的现代化道路。回顾中国革命之所以能够走上胜利发展的道路，很重要的一个原因就是吸收了世界无产阶级革命的经验，也吸取了世界无产阶级革命的教训。我们能够走出中国式现代化新道路，创造人类文明新形态，提出中国自身发展逻辑，很重要的两点恰恰是西方现代化和苏联以及其他国家的社会主义现代化建设构成了中国式现代化的借鉴。党的二十大报告谈到了中国式现代化五个方面的中国特色，每一个方面都是以西方现代化作为借鉴的，是对应西方现代化而言的。这种对着讲不是语言的游戏，而是实践当中我们的创造，是实践成果的反应，实践当中我们就是这么做的。因此可以发现，中国式现代化的开创以及顺利推进都是基于我们的世界眼光，基于我们党具有的人类情怀。我们党的领导人在不断的理论创新和实践创新中形成了自己独特的世界观和全球观，都是面向世界的、着眼人类未来发展的重大理论和实践创新，也因此对世界产生了深远的影响。

　　“必须坚持胸怀天下”是中国化时代化的马克思主义走向世界、为人类作出更大贡献的重要途径。新时代新征程对中国化时代化的马克思主义提出了更高的要求，也提出了更强的挑战。新时代新征程，中华民族伟大复兴进入关键时期，中国同世界的关系发生历史性的新变化。我们日益走进世界舞台中央，走向世界舞台中央的中国具有什么样世界眼光、具有什么样的人类情怀，直接影响了我们能否真正在世界舞台中央持久地站立。一个没有世界眼光、没有人类情怀的民族不可能走向世界舞台中央，也不可能持久地占据世界舞台中央。建设社会主义现代化强国进程中会面临很多的问题与挑战，其中很重要的一个挑战是来自外部环境的变化，就是世界环境的变化。世界百年未有之大变局在往深层次方向发展，如果不能够洞察这个变化的逻辑及规律，中国自身的建设就很难顺畅地推进。所以要想谱写马克思主义中国化时代化新篇章，既要立足于中国大地汲取中华优秀传统文化的滋养，回答好中国之问；又要拓展世界眼光、洞察人类发展进步潮流，以宽广的胸襟吸收人类一切优秀文化成果，回答好世界之问。

　　（文章为作者在“第四届习近平党建重要论述研究论坛”上的发言。光明网记者刘梦甜整理。）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）