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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）

第十届北京惠民文化消费季带动消费金额近120亿元******

　　图为北京文化消费高峰论坛暨2022北京文化消费品牌榜发布仪式。主办方供图

　　中新网北京1月11日电(徐婧)11日，北京文化消费高峰论坛暨2022北京文化消费品牌榜发布仪式在京举办。记者获悉，去年7月至10月，第十届北京惠民文化消费季累计举办活动27.84万场，累计消费人次5.25亿人，带动消费金额近120亿元，在引导文化消费升级、促进消费产业双向提振等方面交出亮眼成绩单。

　　文化消费新业态丰富市民体验

　　北京惠民文化消费季是北京在文化领域以首都特色、首善标准的开创性之举与创新性实践，自2013年创办以来已成功举办十届。活动成为文化新产品新服务的交易展示平台，在推动文化消费转型升级、助力文化产业提质增效方面发挥着重要作用，成为国内促进文旅消费和文化产业发展的现象级项目范例。

　　北京市委宣传部副部长张劲林在致辞中表示，文化科技深度融合激发文化消费新动能。过去三年新冠疫情对线下文化消费产生了巨大的影响，同时也催生了众多的文化消费新业态，云演出、云直播不断涌现，5G+8K等技术的应用为市民文化消费提供了更多体验。

　　他谈到，北京拥有两千余家实体书店、97家市级文化产业园区，也拥有一批具有强大影响力的文化消费品牌活动。这些既为市民文化消费提供了丰富的供给，也为文化产业高质量发展提供了支撑。未来，北京将立足四个中心功能定位，发挥全国文化中心示范引领作用，将北京文化消费与推动经济社会发展结合起来、与增进民众文化福祉结合起来。整合多方资源，开创文化消费提质增效新局面。

　　文化消费季十年累计消费人次9.8亿

　　会上，北京市国有文化资产管理中心党委书记、主任刘绍坚发布北京惠民文化消费季十周年报告，展现北京惠民文化消费季在十年以恒中成为服务全国文化中心的生动实践。

　　报告显示，十年来，文化消费季累计消费人次9.8亿，累计消费金额超1100亿元，累计实现惠民金额48亿元。参与企业数量从早期的百余家增长至600余家，活动时间从首届的一个半月延长至4个月，活动数量从最初的2万余场增长到27万余场，活动板块从首届九大专项精品活动，拓展至第十届六大特色板块二十余项主体活动，活动体系愈发完善、活动内容愈发丰富、活动质量稳步提升。

　　图为北京文化消费高峰论坛暨2022北京文化消费品牌榜发布仪式。主办方供图

　　十年间，文化消费季通过创新培育“北京文化消费品牌周”“北京文化消费品牌榜”等自主品牌活动，吸引北京动漫游戏嘉年华、北京时装周、北京国际图书博览会等品牌活动参与其中，深化拓展津冀两地及外省市的文化消费市场，有效强化全国文化中心示范引领作用。

　　601家企业参与本届文化消费季

　　会上发布的2022年北京文化消费报告暨第十届北京惠民文化消费季总结指出，2022年前三季度，全市人均教育文化娱乐支出2260元，同比下降2.6%。第三季度，电影、演出、图书、文化艺术等重点领域消费金额几乎均翻倍增长，消费拉动作用明显。

　　本届北京惠民文化消费季亮点颇多，在惠民助企、服务首都经济社会发展等方面取得积极成效。据统计，本届文化消费季共有601家企业参与，开展文化活动27.84万场次，较上届增加20万余场，文化供给水平大幅提升；活动内容涵盖文创、演艺、图书、旅游、艺术等多领域，覆盖亲子互动、商务休闲、沉浸体验等多类别，可以满足不同层次的消费者需求。

　　作为全市助企纾困、促进消费加快恢复的具体措施之一，2022年度北京文化消费促进行动着眼文化惠民、消费提质，采取事前申报承诺、事后评价支持的方式顺利开展。共有195家市场主体纳入促进行动合作单位名单，最终政策支持的市场主体81家。在第十届文化消费季期间通过打折、满减、满赠等形式开展惠民让利活动，吸引广大市民参与文化消费，带动文化消费近19亿元，惠民让利达2亿元，取得了良好的社会效益和经济效益。

　　54个品牌登上年度文化消费榜单

　　会上，2022年度北京文化消费品牌榜同步揭晓。本届品牌榜围绕近年来文化产业、文化消费领域的变革、创新及成果成效，全面重塑文化消费品牌榜榜单体系和评价体系，在重点文化领域根据不同类目设置榜单，加大客观数据权重，注重成果转化落地，共推出年度文化消费影响力金榜、年度文化消费创新力金榜、年度文化消费发展力金榜、年度文化消费示范力金榜、年度文化消费贡献力金榜五项常规榜单以及年度文化消费特别榜。

　　品牌榜征集评选工作历时三个月，通过公开征集、行业推荐和大数据抓取三种途径，累计征集452个品牌，30万余人次参与投票，经过客观数据筛选、推委会评选、公众投票、路演评审、综合评审等评选环节，最终大型纪实性史诗木偶剧《大象来了》、丝绸之路上的敦煌--数字敦煌展、《2022爱乐汇文化品质演出季》、美后肆时景山市民文化中心、北京图书大厦、北京人民艺术剧院、2022北京冬奥会吉祥物冰墩墩、舞蹈诗剧《只此青绿》、电视剧《人世间》等54个品牌荣登年度榜单。

　　未来，北京惠民文化消费季将强化理论创新、内容创新和服务创新，积极探索文化新业态、新场景、新模式，不断提升文化消费季的举办水平，为首都文化产业高质量发展提供强大动力。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）