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来源：大发平台网址2024-09-16 17:48

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）

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开年炸裂《狂飙》魅力何在？******

　　中新网北京1月30日电 (记者高凯)几乎每个剧情节点都登上热搜引发热议，众多人物都为观众所耳熟能详，《狂飙》无疑是2023年开年最火的出圈剧集。

　　自1月14日开播以来，该剧播出热度一路攀升，不仅在爱奇艺热度值破11000，打破站内热度值历史总榜最高纪录，同时，豆瓣评分高达9.1，各项成绩遥遥领先。

　　《狂飙》近日即将迎来收官，作为一部长达39集的扫黑除恶题材作品，该剧高开高走，以沉实紧张的剧情吸引着各年龄层观众的追剧热情，其魅力之源值得关注。

　　剧本故事是第一位的。在《狂飙》中，创作者选取2000年、2006年、2021年三个时间节点，切入三条时空脉络，借刑警安欣(张译饰)、黑恶势力高启强(张颂文饰)两个角色的人生轨迹，展现了一场跨越20年扫黑除恶的斗争故事。

　　《狂飙》是反套路的，在正叙、倒叙交叉的庞大叙事中，以角色命运带动剧情发展。剧中两个主人公最初的命运交织充满生活质感与人性的温暖，而随着剧情的展开，二人在交叉碰撞中渐行渐远，戏剧张力拉满。剧集在这样的主线下，突破了一些相关类型作品中的简单想象，对黑势力形成背后的社会生态、人性异化进行了入木三分的揭示，描绘出扫黑除恶的真实图景。

《狂飙》片方供图

　　在这部以扫黑除恶为题材的作品中，创作者并没有将重心放在以暴力场景渲染“黑恶”上，而是着力发掘人性在社会缝隙中异化的节点。如此设定下，在一部扫黑除恶题材剧集中，观众不仅看到了警察对正义的坚守与追求，还看到了黑恶势力的成长史，并因此而更能理解前者。

　　“这次讲扫黑，我希望通过两个人物勾勒出黑恶势力为什么会产生，能崛起、放大的原因，再解释为什么要扫黑除恶，以及为什么必须把这件事常态化。”该片导演徐纪周曾表示。

　　大胆不失细腻是《狂飙》的另一特色，从“旧厂街”“菜市场”到“肠粉”“猪脚面”，尽管有意模糊掉了真实地域，但剧中细节描摹还是顺利将观众带入真实的生活审美，这些日常细节，很容易唤起观众的某种认同感，随即融入角色剧情。

　　故事之上，人物的成功塑造令《狂飙》的魅力进一步凸显。

　　首先是两位牵动全剧前进的主角。安欣和高启强这两个人物之鲜活动人，于同类题材剧集中可称出类拔萃。

　　徐纪周曾表示，“人物的特征自然和所在地域时代紧密相关，我希望我不仅能塑造出这个反派人物，还能把他与时代背景、社会土壤的关系拍出来。这是有社会意义的。”在观众眼中，高启强在剧中的开端就是一个小人物的现实人生，很容易有代入感，在与安欣的命运碰撞中，他感受到人性的温暖，也在阴差阳错中感受到权力的力量，也在其后终于为欲望裹挟，最终走上不归之路。

　　相较而言，作为一个纯粹的理想主义者，安欣这个人物或许不像高启强那样有着浓墨重彩的戏剧性，但正是其内在思想力量成功的呈现才给剧情真正前进的动力。跨越20年，从怀揣梦想略显“愣头青”的青年干警，到满头白发“油滑”谨慎的警局“边缘”人，在张译的演绎下，这一核心人物行为逻辑清晰，情感始终充沛，与此同时，角色细节处理上无处不在的生活质感更是让人物的“灵魂”得以落地，极易令观众共情。

　　除了两位主演的出色表现，作为一部群像戏，《狂飙》里几乎每个主要人物都具备能打动观众的独特魅力。创作者抛弃扁平化的黑白刻画，着力于每一个角色自身的剧中生态，令观众在不同的时空切入点都能感受到其真实可信的存在。

　　从故事设定及叙事手法的创新，到每一个人物的鲜活刻画，再到对题材深刻的挖掘和思考，对于《狂飙》而言，整部剧集最终呈现出的“好看”的吸引力，或许正是源于创作者对作品全方位的诚意。该剧不仅再现了“扫黑除恶”专项斗争的严酷性和复杂性，亦以现实主义手法描摹了各具特色的人物与人生际遇，以不同方式折射真实生活，最终以正义向善的精神追求与观众达成共鸣。为理想坚守到底，为正义永远狂飙，《狂飙》此番向观众传达的精神内核直白而有力。(完)

　　（文图：赵筱尘巫邓炎）

[责编：天天中]

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