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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）

在这里读懂中国军人******

　　“东方-2018”战略演习中，中俄双方参演官兵进行文化交流。杨再新摄

　　党的二十大报告强调，深化文明交流互鉴，推动中华文化更好走向世界。近年来，在中外联演联训联赛中，文化交流是其中一项重要内容。这些文化交流活动，让双方加深了了解，增进了友谊，也让中国军人的风采和中国军队的文化形象得到彰显，让中华文化影响力得到进一步延伸。

　　文化交流活动是中外军事交流合作中的重要内容，也有着丰富而深远的意义。

　　笔者曾参加“和平使命-2009”“和平使命-2013”中俄联合反恐军事演习和“东方-2018”战略演习。通过组织、参与中俄两军参演官兵文化交流，耳闻目睹交流中的生动故事，笔者感受到了文化交流对于和平的重要意义，体会到文化对于一支军队的深远影响，也因此更加深刻地感悟中国军人的使命责任，更加读懂了中国军人。

　　一

　　在每次参加联演前的磋商中，两军都不约而同地把文化交流做为联演的“标配”写入磋商纪要，以增进两军交流，促进双方友谊。联演场上文化交流主要有两种方式，一是专题文艺晚会，另一种则是在联演场设置文化体验馆，邀请另一方官兵代表前来参观，通过互动、体验、表演的方式解读本国文化展品所蕴藏的文化内涵。

　　中华优秀传统文化是中华民族的精神命脉，是涵养社会主义核心价值观的重要源泉，也是我们在世界文化激荡中站稳脚跟的坚实根基。笔者参加的这三次联演中，中华优秀传统文化展示都是文化交流中的“大餐”。其中，“东方-2018”战略演习中，我方文化体验馆共设置书法、武术、京剧脸谱、传统服饰等10多个展区。前来参观的俄罗斯官兵兴致勃勃地跟着中国官兵学起京剧、写起毛笔字。五颜六色的民族服装，更是让他们感受到中华文明的丰富多元。文化展览充分体现中华文化仁、义、礼、智、信的价值理念，让俄罗斯官兵更加了解一个崇尚和平、和谐包容的中国。

　　联演联训联赛既是军事交流互鉴的平台，也是对外传播我军和平理念的窗口。在5000多年的文明发展中，中华民族一直追求和传承着和平、和睦、和谐的坚定理念。以和为贵，与人为善，己所不欲、勿施于人等理念在中国代代相传，深深植根于中国人的精神中，深深体现在中国人的行为上。在联演的文化交流中，中国倡导的和平理念展现得淋漓尽致。

　　有几个细节，让笔者一直记忆犹新。参演官兵是和平的捍卫者，也是友谊的传递者。握手、拥抱和合影，是联演期间各国官兵之间最频繁、最生动和最温暖的画面。“东方-2018”战略演习文化交流和慰问演出中，《莫斯科郊外的晚上》让两国官兵的互动交流达到一个小高潮，语言的隔阂与文化的差异在动人的旋律中消融。中俄两军官兵围坐一起，双方吹奏起《月光下的凤尾竹》《喀秋莎》，韵律婉转流淌。文化体验馆中，俄罗斯士兵与中国士兵一起在蛋壳上雕刻出“友谊万岁”四个汉字。巨幅米贴画“祖国在我心中”，中国官兵邀请俄军官兵一同用各色各样的米粒贴出中国版图……

　　和平是军人的勋章，中国军人爱好和平。但同时，我们也深知，能战方能止战，时刻准备才能不辱使命。“我们反对战争，但我们不惧怕战争。”这是每名中国军人的庄严承诺。毛主席曾说：准备好了敌人可能不来，准备不好敌人就可能来。对于军队来讲，没有和平时期，只有打仗和准备打仗两种状态。军队因战争而存在，军人因守卫和平而彰显价值。在一次次开门练兵、赴外演训活动中，中国军队展现了维护和平的诚意，提高了维护和平的能力，增进了与各国军队友谊，也让越来越多的人透过联演联训联赛活动认识到，中国军队是一支维护和平的正义力量，中国军队战斗力的增强是对世界和平的贡献。

　　二

　　演兵场上铁流滚滚，两军官兵携手抗“敌”，传递共同维护和平的坚定信念；演习间隙欢歌笑语、互献歌舞，表达中俄两国的深厚友谊。联演中的文化交流，让全世界看到中国军队是一支有文化的军队，中国军人是有文化、有底蕴、有内涵、有素养的军人。

　　国际军事交流合作舞台是军队形象的传播平台。文化交流的过程，是彰显中国军人风采和文化底蕴的过程。在一次文化交流环节中，某合成旅二级中士王浪的川剧变脸，引来外军官兵热烈掌声和连声称赞。还有石头画、弹壳风铃、折纸作品、鸡蛋壳雕画、书法篆刻……这些由中国普通士兵展示的中华文化作品，让外军官兵对他们的高素质和多才多艺印象深刻。

　　联演场上士兵的表现，是外军官兵观察我们这支军队的一个窗口。几次联演，士兵比例占参演官兵的80%以上。他们集勇敢、坚毅、血性、专业等素质于一身，堪称文明之师、威武之师、胜利之师的代言者。他们的特质在全军广大士兵身上都有所体现。当前，我军士兵的主体是“90后”“00后”。他们在一个走向繁荣的国家长大。北部战区陆军某基地对今年秋季入伍新兵调查显示，100%拥有高中以上学历，大专以上学历占91.3%，一批“双一流”大学的毕业生占有一定比例。新时代我军兵员素质可见一斑。

　　“好学才能上进，好学才有本领。”军事交流合作活动是官兵素质的淬火平台，也是极佳的学习机会。学习外军的先进理念，查找和弥补自身不足，促进练兵备战，全面提升战斗力，是中方参加联演联训联赛的一个重要出发点。取长补短，善于借鉴，世界看到了一支热爱学习、进取向上的中国军队。

　　三

　　楚戈尔，这是“东方-2018”战略演习的主战场。它位于俄罗斯后贝加尔边疆区赤塔市南250公里，紧邻曼坦克山。这个在俄罗斯辽阔版图上用放大镜才能找到的小镇，周边有着不少爱国公墓，俄军常态借助对烈士的祭奠开展爱国主义教育。

　　英雄不会从天而降，崇尚英雄才能英雄辈出。在这一点上，中俄两军是共通的。我军历来崇尚英雄先烈，重视传承英雄精神。每次联演，我军各级都会组织开展学英模故事、赞身边模范系列活动，常态开展战斗故事会、在荣誉旗帜下宣誓等活动，引导官兵自觉传承英雄血脉，砥砺战斗精神。联演场上，中国官兵发扬英雄气概，学习英雄、争做英雄蔚然成风。

　　“东方-2018”战略演习组织沙场阅兵时，中俄双方共有28个地面方队和51个空中梯队接受检阅。当中方5个铁甲方队，在“铁锤子团”“攻无不克”“铁的连队”“战斗模范连”“百战百胜第三营”荣誉旗帜的引领下通过阅兵场时，全场响起热烈掌声，也引起了外媒的关注。这些荣誉旗帜凝结着一段段辉煌的战史，背后是一个个可歌可泣的战斗故事，代表着“攻如猛虎、打如铁锤、守如磐石”“攻得猛、插得快、打得胜”等战斗精神，从一个侧面向世界展示中国军队的英雄文化。

　　时间的长度是相对的，而精神的力量却闪耀着永恒的光芒。对于一支军队来说，光荣传统与英雄文化，是激发官兵血性、催生部队强大战斗力的精神支柱和力量源泉。崇尚英雄先烈，弘扬英雄文化，要落在细处、着于实处。具体到每位官兵，就是要传承英雄精神，明晰自己的责任与担当，拿出具体行动，在本职岗位上奋勇争先、建功立业。

　　有着绝对忠诚的信仰、开放博大的胸襟，素质专业、作风优良，永远是和平的维护者，永远会以胜战的姿态接受党和人民的检阅，这便是我在联演场上读到的中国军人。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）