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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）

深刻领悟团结奋斗的时代要求******

　　作者：陶文昭（中国人民大学习近平新时代中国特色社会主义思想研究院副院长、二十一世纪中国马克思主义研究协同创新中心主任）

　　党的二十大报告题为《高举中国特色社会主义伟大旗帜为全面建设社会主义现代化国家而团结奋斗》，团结奋斗第一次出现在党代会报告的题目中。团结奋斗贯穿党的二十大报告全篇，体现在主题、导语、正文、结束语各个部分。党的二十大报告的主题强调，“为全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴而团结奋斗”。报告在总结过去十年我们经历了对党和人民事业具有重大现实意义和深远历史意义的三件大事时强调,“这是中国共产党和中国人民团结奋斗赢得的历史性胜利”。报告在各方面战略部署之后，强调“团结奋斗是中国人民创造历史伟业的必由之路”。报告在结语之前以重要段落专门强调团结奋斗的重要性，报告全篇也以团结奋斗四个字结束。党的二十大报告如此强调团结奋斗，引人瞩目，值得深思。

　　团结奋斗是新时代新征程使命任务的需要。手段服从于目标。之所以强调团结奋斗，是因为新时代新征程中国共产党的中心任务就是团结带领全国各族人民全面建成社会主义现代化强国、实现第二个百年奋斗目标，以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴。

　　宏伟的目标要求我们团结奋斗。目标如灯塔，指引着扬帆破浪的征程，汇聚起团结奋斗的合力。实现中华民族伟大复兴是近代以来中华民族最伟大的梦想。中国共产党一经成立，就义无反顾肩负起实现中华民族伟大复兴的历史使命。通过几代人的接续奋斗，实现中华民族伟大复兴进入了不可逆转的历史进程，今天我们比历史上任何时期都更接近、更有信心和能力实现中华民族伟大复兴的目标。与此同时我们也要看到，“行百里者半九十”，越是接近目标，就越是处于吃劲阶段，越是充满挑战，越需要勠力同心、奋勇搏击。要保持团结奋进的姿态，咬定青山不放松，一鼓作气直达顶峰。

　　艰巨的任务要求我们团结奋斗。我们要在2035年基本实现社会主义现代化，21世纪中叶把我国建成综合国力和国际影响力领先的社会主义现代化强国。全面建设社会主义现代化国家，前途光明，任重道远，有大量改革难题、发展课题、矛盾问题需要破解。我们只有团结奋斗、凝心聚力，把14亿多中国人民的积极性、主动性、创造性充分激发出来、凝聚起来，才能成功推进人类历史上最为宏大而独特的中国式现代化。

　　复杂的形势要求我们团结奋斗。民族复兴的新征程，绝不是风平浪静的，而是风高浪急甚至是惊涛骇浪，必然会遇到各种可以预见和难以预见的风险挑战。从国际看，世界百年未有之大变局加速演进，世纪疫情影响深远，敌对势力处心积虑阻滞中华民族伟大复兴的历史进程。从国内看，我国发展内外环境发生深刻变化，所有制形式更加多样，社会阶层更加多样，社会思想观念更加多样。只有团结奋斗，准确识变、科学应变、主动求变，才能筑起防范化解各种风险挑战的铜墙铁壁，才能打赢各类遭遇战、攻坚战、持久战。

　　团结奋斗必须加强党的领导。全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴，关键在党。我们这样一个有着56个民族和14亿多人口的大国，如果没有党的领导，很容易成为“一盘散沙”。中国共产党是团结奋斗的圆心，只有在党的领导下全国各族人民才能团结一心、众志成城。我们一次次跨过急流险滩，一次次战胜困难危机，都是因为中国共产党领导人民团结奋斗取得的。

　　要坚持和加强党的全面领导。我们党是高度集中统一的马克思主义政党，思想上的统一、政治上的团结、行动上的一致，是党的事业不断发展壮大的根本所在。要深刻领悟“两个确立”的决定性意义，增强“四个意识”、坚定“四个自信”、做到“两个维护”，把党的领导落实到党和国家事业各领域各方面各环节，使党始终成为风雨来袭时全体人民最可靠的主心骨，确保我国社会主义现代化建设正确方向，确保拥有团结奋斗的强大政治凝聚力、发展自信心，集聚起万众一心、共克时艰的磅礴力量。

　　要坚持不忘初心、牢记使命。中国共产党把实现共产主义作为最高理想，把为中国人民谋幸福、为中华民族谋复兴作为初心使命，这种远大志向和抱负赋予共产党人团结一心、顽强拼搏的强大动力。我们党来自于人民，为人民而生，因人民而兴，必须始终与人民心心相印、与人民同甘共苦、与人民团结奋斗。要坚持全心全意为人民服务的根本宗旨，树牢群众观点，贯彻群众路线，尊重人民首创精神，坚持一切为了人民、一切依靠人民，从群众中来、到群众中去，始终保持同人民群众的血肉联系。

　　团结奋斗必须弘扬优良传统。团结奋斗是中华民族的精神标识。中华民族是有着伟大团结奋斗精神的民族，团结奋斗的价值理念深深融入并深刻影响着中国人的精神世界和日常行为。“人多力量大”“人心齐，泰山移”“众人拾柴火焰高”“天时不如地利，地利不如人和”等耳熟能详。在几千年历史长河中，中国人民依靠团结奋斗建立了统一的多民族国家，开发了辽阔壮美的大好河山，战胜了数不清的自然灾害。近代以后，面对国家蒙辱、人民蒙难、文明蒙尘的劫难，中国人民依靠团结奋斗同内忧外患作坚决斗争，捍卫了民族独立和尊严，书写了革新图强、共御外侮的壮丽史诗。

　　团结奋斗是中国共产党的优良传统。党的百年历史，就是一部党领导人民团结奋斗、赢得伟大胜利的历史。土地革命战争时期，我们党号召“唤起工农千百万，同心干”；抗日战争时期，我们党号召团结全党同志如同一个和睦的家庭一样，如同一块坚固的钢铁一样，倡导建立抗日民族统一战线，为打倒日本侵略者而浴血奋战；新中国成立后，我们党强调正确处理人民内部矛盾，号召团结全国人民，为了建设一个伟大的社会主义国家而奋斗；党的十一届三中全会的历史转折点，我们党强调解放思想，实事求是，团结一致向前看，号召为把我国建成现代化的社会主义强国而奋勇前进。党的十八大以来，我们党结合形势任务发展变化提出团结奋斗的新要求，使我们这个拥有9600多万名党员的马克思主义政党更加团结统一，中华民族更加团结统一，为新时代取得伟大成就提供了坚强政治保证。

　　团结奋斗的传家宝必须发扬光大。习近平总书记反复强调：“团结就是力量，奋斗开创未来；能团结奋斗的民族才有前途，能团结奋斗的政党才能立于不败之地。”通过一代一代人的接续奋斗，跨过一道又一道难关，取得一次又一次胜利，创造了今天的伟大成就。我们靠团结奋斗创造了辉煌历史，还要靠团结奋斗开辟美好未来。新时代新征程，我们要继续赓续中华优秀传统文化，弘扬伟大建党精神，将团结奋斗的传统继承好、发扬好，不断夺取全面建设社会主义现代化国家新胜利。

　　团结奋斗必须汇聚强大合力。全面建设社会主义现代化国家，实现中华民族伟大复兴，是造福亿万人民群众的宏伟事业，也是需要亿万人民群众为之付出辛劳和智慧的光荣事业，必须充分发挥亿万人民的创造伟力。团结就是力量，团结才能胜利。团结的面越宽、团结的人越多，我们的力量就越强、胜利的把握就越大。我们要团结一切可以团结的力量，调动一切可以调动的积极因素，最大限度凝聚起共同奋斗的力量。

　　必须坚持大团结大联合，巩固和发展各民族大团结、全国人民大团结、全体中华儿女大团结。要坚持一致性和多样性统一，加强思想政治引领，广泛凝聚共识，广聚天下英才，铸牢中华民族共同体意识，促进政党关系、民族关系、宗教关系、阶层关系、海内外同胞关系和谐，努力寻求最大公约数、画出最大同心圆，形成携手并肩、和衷共济的生动局面。

　　必须敢于斗争、善于斗争。团结与斗争是矛盾统一的，奋斗自身就蕴含斗争之义。无论敌人如何强大、道路如何艰险、挑战如何严峻，我们都必须毫不畏惧、绝不退缩，敢于进行具有许多新的历史特点的伟大斗争。要敢于同敌对势力作斗争，团结一致，同仇敌忾，增强全党全国各族人民的志气、骨气、底气，不信邪、不怕鬼、不怕压，坚决顶住国际上的霸权霸道霸凌行径。要敢于同各种错误作斗争。中国共产党追求的团结，是有原则的团结。在涉及旗帜、道路、方向等重大原则问题上，必须坚持真理、修正错误，勇于同各种错误言行作斗争，在斗争中巩固和增强团结。要敢于同各种困难作斗争。在百年变局和世纪疫情交织的复杂形势下，前进的道路不会一帆风顺，往往荆棘丛生、充满坎坷。惟其艰难，更显勇毅，要在团结奋斗中攻坚克难，知难而进、迎难而上，统筹发展和安全，全力战胜前进道路上各种困难和挑战，依靠顽强斗争打开事业发展新天地。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）