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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）
宋词和宋代词人，真的很有趣！******
中新网北京10月14日电(记者上官云)《清平乐》《梦华录》……近年来，随着上述影视剧的热播，宋代的习俗、风土人情等成为人们关注的热门话题。
宋代的衣食住行是怎样的？中央民族大学文学院副教授、《宋词里藏着故事(二)》作者之一黄鸣认为，很多宋词中记录了宋代生活的片段，也反映出了作者的性情。
就像苏轼，性格中既有儒家那种传统的责任感以及刚直的品性，为人又乐观豁达，是中国古代儒释道三家贯通的代表性人物。他懂生活、热爱生活，还发明了赫赫有名的“东坡肉”，流传至今。
图片来源：中国新闻网 制图：张舰元淡泊名利的林逋
“疏影横斜水清浅，暗香浮动月黄昏。”这首脍炙人口的《山园小梅》，作者就是宋代词人林逋，“梅妻鹤子”的典故也与他有关。
“宋代初年，林逋生于吴越之地，从中年起就隐居在杭州西湖边的孤山中，二十年不入城市。”黄鸣说，林逋将整个人生都寄寓在了青山之中，真正拥有一种淡泊名利的个性。
多年来，林逋一直不仕不娶，终生只爱两件事：一是种梅花，一是养鹤。“世人送了个一个雅号‘梅妻鹤子’，他做了一辈子的单身隐士。”黄鸣解释。
林逋对梅花的推崇，也可以让人们看出这位隐士人品的高洁。《山园小梅》不过寥寥数语，形神兼备地写出了梅花的丰姿，堪称咏梅绝唱。
“宋仁宗曾征召林逋入朝为官，但他固执的拒绝了一切头衔，宋仁宗只好惋惜作罢。在我看来，林逋的隐居是真隐。”黄鸣说。
苏轼性格中的豁达与责任感
说到宋代词人，必定会提到苏轼。黄鸣认为，苏轼性格中既有儒家那种传统的责任感以及刚直的品性，为人又乐观豁达，是中国古代儒释道三家贯通的代表性人物。
比如，苏轼被贬到南方，岭南有瘴气，但他在给参寥子的信中说“北方何尝不病”，黄鸣认为，这说明了苏轼的豁达，“他还写道，‘参寥闻此一笑，当不复忧我也’，很想得开。”
黄鸣觉得，今天我们仍然可以从苏轼的为人、著作中得到启示。比如现代社会生活节奏快，压力大，很多人心理上会出现难以调适的紧迫感，但苏轼恰恰就是最会调理心情的那个人。
“他很善于给自己减压。被贬到黄州时，有一次苏轼和朋友去沙湖游玩，看到一条小溪，水往西流，他很快心有感悟，写了一首著名的词。”黄鸣说。
图片来源：中国新闻网 制图：张舰元这首词中提到，“谁道人生无再少，君看流水尚能西，休将白发唱黄鸡。”黄鸣说，在苏轼看来，就算我们年纪大一点，也不必因为一时的挫折放弃希望。
黄鸣还讲了另外一个故事。苏轼住在惠州嘉佑寺时，曾在松风亭附近散步。他想去看看这个亭子，但距离尚远，自己又走得很累。是一口气走到松风亭再休息，还是原地休息后再走？纠结之后，他想通了：想歇随时就可以歇，何必执着于去松风亭再休息呢？
“生活中，我们往往觉得要不达目标誓不罢休。但苏轼给我们一种启发，随时都可以休息，这是为了更好地实现目标。由此可以看出，苏轼对生活真意理解得非常深刻。”他说。
一位热爱生活的词人
其实，苏轼本身就是一个很有趣的人。在网络时代，与他有关的话题也时不时登上热搜。
“少年时代，苏轼读书相当勤奋。”黄鸣说。现在有的家长会因为孩子淘气、不听话而头疼，苏轼、苏辙小时候也有类似的情况，苏轼的母亲程夫人却很好地解决了这个问题。
程夫人采用的是言传身教法：她经常叮嘱家中的小孩与仆人，不要捕杀鸟雀。长此以往，苏家宅院里的鸟雀都不怕人，将巢筑在花木的低枝上，珍贵的桐花凤鸟也成群结队而来。
她也极有原则，家中仆人在租来的宅子内偶然挖出两个大罐子，想要打开，程夫人连忙制止，并令仆人原地埋藏。这些事情春风化雨般地被年幼的苏轼看到，终身铭记。
“在历史上，苏轼确实有点‘大嘴巴’，得罪的人很多，这也是他后来被贬时，那么多人落井下石的原因之一。”然而黄鸣认为，这也证明了苏轼是个敢言敢说、有原则的人。
总体来说，苏轼懂生活、热爱生活，在黄州时没什么钱，就去买便宜的猪肉，顺便发明了一种烹饪方法，就是赫赫有名的“东坡肉”，流传至今。
宋词中的衣食住行
实际上，很多宋词作品往往是作者真性情的自然流露，也展示出他们最贴近生活的一面，默默地记录了宋代生活的许多片段。
“宋词里藏着故事”系列。图片来源：出版社供图“唐宋女子喜欢穿大袖衫子，宋代理学兴起，风气相对保守一点，女子一般会在这种衫子里加一层夹衫。”黄鸣说，李清照写过一首《蝶恋花》，其中便提到“乍试夹衫金缕缝”。
黄鸣介绍，再比如说，女性爱美，喜欢留指甲、染指甲，这在古代也是一种装饰风俗。著名的“守宫”，就是一种染指甲的染料。南宋词人刘克庄有一首咏海棠的词，就提到“滴尽守宫难可染”。此外，凤仙花也可以用来染指甲，在宋词中也有反映。
“像发髻样式、簪钗、步摇，以及脂粉、戒指、玉佩等等，这些在宋词中都有反映，可以说，宋词中所记载的事物，就是当时人们生活的一部大百科全书。”黄鸣称。
在今天，读宋词、了解宋代词人的故事有什么意义？在《宋词里藏着故事(二)》中，黄鸣写道，“这一个个历经千百年而历久弥新的词人形象，能启发我们的文思，壮大我们的胸怀，开阔我们的眼界——原来这人世间，还曾有这么一些有趣的灵魂存在过。”
“古人和我们的生活相差较大，但很多情感是共通的，当你通过他们的作品，看到各种各样的人生，就有可能忽然被某种似曾相识的情感击中内心，也能得到一些启发。”黄鸣称。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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