点击右上角
微信好友
朋友圈
请使用浏览器分享功能进行分享
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）
【活力中国】春节出行旅游暖意足，中国经济社会活力加速恢复******
中新网1月29日电(中新财经记者 李金磊)刚刚过去的春节假期，出行人数明显变多，旅游市场回暖，全国国内旅游出游3.08亿人次，国内长线游迅速复苏，出境游市场也呈现快速增长的态势。熙熙攘攘的人流，热热闹闹的街头，火热的场景体现出中国经济社会活力快速恢复。
1月27日，旅客在南京火车站出行。当日是春节假期最后一天，长三角铁路迎来返程客流。 中新社记者 泱波 摄流动的中国 出行人次快速增长
这个春节，人口大迁徙再次上演，坐火车、飞机出行的人明显变多了。
中国民航局数据显示，春节假期七天民航运输旅客900万人次，比2022年春节同期增长79.8%。春节假期七天民航平均客座率达76%，比2022年增长20个百分点。进出港旅客量较高的机场有广州、深圳、重庆、北京、昆明、西安、上海、杭州、成都等主要客源地和目的地城市。
春节假期，铁路客流继续保持回升态势。1月21日至27日，全国铁路发送旅客5017.4万人次，日均发送716.8万人次，同比增长57.0%，恢复至2019年的83.1%，其中1月26日、27日迎来返程客流高峰，连续2天突破千万人次。
出入境的人次也变多了。春节期间，全国移民管理机构共查验出入境人员287.7万人次，日均41万人次，较去年春节同期增长120.5%。其中，入境143.4万人次，较去年春节同期增长123.2%；出境144.3万人次，较去年春节同期增长117.8%。
3.08亿人次出游 长线游复苏
经文化和旅游部数据中心测算，今年春节假期全国国内旅游出游3.08亿人次，同比增长23.1%，恢复至2019年同期的88.6%；实现国内旅游收入3758.43亿元，同比增长30%，恢复至2019年同期的73.1%。
国内多个热门景区再现游客“爆满”的景象。国内长线游市场在今年春节假期迎来了强劲复苏。
受访者供图。在北京工作的白领郑女士，带着孩子去了漠河，全家来到中国最北的地方旅游。她对中新财经表示：“祖国那么大，要带孩子去看一看，感受最北、最南、最东、最西的地方。我们还特意去了最北的哨所，就是为了感受一下军人的生活。”
携程数据显示，平台兔年春节国内外的景区门票订单皆迎来三年新高。其中，国内各大景区门票预订量同比涨3.2倍。跨省酒店预订占比近7成，预订量反超2019年春节。
资料图：成都边检民警为入境旅客办理通关手续。 王治程 摄出境游有序恢复 整体订单大增
随着出境游的有序恢复，跨境游订单大增。携程数据显示，春节期间出境游整体订单同比增长640%，内地旅客预订境外酒店订单量同比增长超4倍，跨境机票订单增长4倍以上。
东南亚成春节档“大赢家”，曼谷、新加坡、吉隆坡、清迈、马尼拉、巴厘岛等成为最受中国旅客欢迎的跨国旅行目的地，均为东南亚目的地。
同程旅行大数据也显示，2023年春节期间，出入境机票订单量大幅上涨，其中出境机票预订量同比上涨258%，入境机票预订量同比上涨632%。国际酒店预订量也同比增长了177%。
今年春节假期，程晓(化名)就选择去了泰国旅游。“非常开心和激动，我搭乘的飞机基本载满了游客，能感受到大家今年能外出旅游兴奋的心情。同时，海外旅游业者、服务人员也非常欢迎中国游客，他们也在积极准备，希望旅游团开放后迎接更多中国游客的到来。”
程晓此行机票和住宿花费较多，两个人出游，人均往返机票近7千元。由于1月是普吉岛的旅游旺季，住宿每晚超千元。不过程晓说，“泰国热带海岛更具风情，美食和服务便宜，性价比更高。”
“春节旅游热度有目共睹，以此为起点，相信中国旅客的旅游消费信心和消费潜能将加速释放，今年的旅游市场将会见到可观的复苏。”携程研究院战略研究中心高级研究员沈佳旎说。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
一分快3地图 |
)