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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）

辽宁沈阳牡丹社区——举措惠民生 服务暖民心******

　　辽宁沈阳牡丹社区——

　　举措惠民生 服务暖民心(新时代新征程新伟业)

　　“今天早餐咋样？”早晨不到7点半，辽宁省沈阳市皇姑区三台子街道牡丹社区党委书记王晖走进社区老年餐厅，一边刷卡买饭，一边向正在用餐的老人们打招呼。“味道好，还便宜。”几位老人很是认可。

　　“下午盛京医院医生来社区义诊，大伙儿别忘了去。”王晖叮嘱。见有老人带着孙辈来吃饭，她又上前说道：“社区‘四点半课堂’新开了水墨画免费课程，小朋友有兴趣可以去听听。”

　　今年8月17日，习近平总书记来到牡丹社区考察时指出，老人和小孩是社区最常住的居民，“一老一幼”是大多数家庭的主要关切。我国已经进入老龄化社会。要大力发展老龄事业和老龄产业，有条件的地方要加强养老设施建设，积极开展养老服务。未成年人健康成长事关国家和民族未来，事关千千万万家庭幸福安康。社区要积极开展各种公益性课外实践活动，促进未成年人身体健康、心理健康、心灵健康。

　　牢记习近平总书记嘱托，牡丹社区着力加强“一老一幼”服务，提升社区服务功能，让居民获得感成色更足、幸福感更可持续、安全感更有保障。

　　老年餐厅 就餐放心

　　“大爷大妈开饭了，有黑米粥、茶叶蛋、炒土豆丝、大枣馒头……”7时15分，牡丹社区居民微信群里，社区老年餐厅厨师张万里上传了刚刚录制的小视频。

　　看到信息，71岁的居民孙兴月带着保温饭盒走向餐厅。“一人6元钱，早餐管够。”孙兴月说，“老伴常年生病卧床，全靠我照顾，没工夫做饭。老年餐厅帮了我们大忙。”

　　“咱社区已经建成40多年了，现有3000多户居民，老年人比例超过40%。老年人中，空巢老人比例也超过40%。不少老人年迈体弱，对他们来说，做一日三餐是个很重的负担。”王晖说，2021年7月，牡丹社区引入第三方机构，开设了老年餐厅，推出适合老年人的少油、少糖、少盐、口感软糯的菜品。

　　“刚开始是一荤两素，现在一餐有五六个菜可以选择。”孙兴月说，不仅菜品更加丰富，前不久还增设了晚餐，“以前我家的晚餐，经常是把留出来的午餐热一热。”

　　“习近平总书记在党的二十大报告中强调，‘采取更多惠民生、暖民心举措，着力解决好人民群众急难愁盼问题’。这也是我们社区工作的根本遵循。不少老年人希望提供晚餐服务，我们就跟第三方机构协商，增加了晚餐。还有一些行动不便的老年人提出，希望提供送餐服务，我们也采纳了。”王晖说。

　　“安大爷，晚上吃点什么？有土豆炖牛肉、炒菜花……”下午4点多，社区养老服务中心工作人员打电话询问居民安国祥。

　　“两荤一素一汤，你们看着搭配吧。”电话那头，传来安国祥的声音。老人今年83岁，老伴身体不好，得知老年餐厅开展送餐服务，他马上办了月卡，线上点餐，配送上门。

　　半小时后，安国祥从送餐人员手中接过热乎乎的晚餐，“一共11元，便宜又省心。”

　　目前，牡丹社区在老年餐厅就餐的居民，已从最初的每天二三十人增加到200多人。

　　居家养老 服务周到

　　理发，每次按0.5小时结算；助浴，每次按2小时结算；室内清洁，每次按1.5小时结算……其中，重度失能老年人每月可免费享受服务时长45小时；中度和轻度失能老年人每月可免费享受服务时长30小时；80周岁以上老年人以及计划生育特殊家庭中的70周岁以上老年人，每人每月给予3小时免费居家养老服务——在牡丹社区养老服务中心，墙上展板展示着政府购买居家上门服务内容和补贴标准。

　　今年以来，沈阳市着力优化居家养老服务供给模式，以60周岁以上的低保户、低收入家庭、分散供养特困人员和80周岁以上老年人等为服务对象，在200个试点社区开展政府购买居家养老服务。牡丹社区是试点社区之一。

　　安国祥和老伴均已年过八旬，两人每月可享受共6小时的免费居家养老服务。“昨天，我选了室内清洁服务，养老服务中心工作人员当天就上门打扫卫生。”安国祥说，“你们看，家里多干净。”

　　倡导志愿者与31户社区老年困难家庭结对帮扶，为社区45名孤寡老人提供每日走访服务……开展试点工作之际，牡丹社区主动作为，针对特殊困难老人推出更多关爱服务。王晖介绍：“今年以来，社区安排社工和网格员每天走访孤寡老人，掌握健康情况。”

　　眼看着天要下雪，王晖记挂74岁的孤寡老人单书清，吃罢午饭就拨通了她的电话。挂了电话，裹上羽绒服，王晖来到单书清家。“天快下雪了，您出门要注意保暖。”王晖叮嘱完，又问，“您的智能手环弄好了没？”

　　单书清捋起袖子，露出手腕上崭新的智能手环：“好啦！昨天社工过来就帮我整好啦，能测血压、看时间和一键呼救。有急事就呼你们。”

　　从单书清家出来，王晖来到社区养老服务中心，点开社区智慧养老信息平台，在健康数据查询一栏输入单书清的名字，电脑屏幕上立即显示出相关数据：高压127毫米汞柱，低压79毫米汞柱；心率74次/分钟；血氧98%……“我们为每一位孤寡老人配备了智能手环，社区工作人员能够第一时间掌握老人的健康动态。”王晖说。

　　教育课堂 陪伴成长

　　翻滚、侧旋、穿过障碍物、点刹着陆，一气呵成。在牡丹社区党群活动中心二楼大厅，9岁的栾家瑞操作航空模拟飞行设备，控制飞机完成一个又一个技术动作。在他身旁，还有11名孩子，每人都在操作一台设备。“我很喜欢航模课程，最近学会了操作新机型，有空就来练。”栾家瑞说，自己的梦想是当一名飞行员。

　　来自皇姑区航空实验小学的科技教师李岩，正在一旁指导。“社区邀请我们在这里开设航空模拟飞行课程，一周两次，报名的孩子越来越多。”李岩说。

　　二楼小教室里，3排6张长桌上，笔墨纸砚已备好，12名孩子目不转睛地盯着老师，不时抬起小手，模仿着运笔着墨的动作。教室外墙上张贴着课程表：绘画、书法、篆刻……

　　7岁的张凯博正读小学一年级，这是他第一次参加水墨画课程。“孩子愿意学，我们也想培养他的兴趣爱好。这个课堂确实好。”他的妈妈吴云告诉记者。

　　学校放学，社区“开学”。5年前，牡丹社区免费开设幸福教育课堂，为社区特困家庭、双职工家庭等儿童提供课业托管、兴趣培养等公益课程，被居民们称作“四点半课堂”。

　　“我们邀请大学教授、中小学老师和志愿者来为孩子们免费讲课，社区3到12岁的孩子都能报名。如今已开设20多门课程，累计有近万人次上课。”王晖介绍。

　　习近平总书记在牡丹社区考察时指出，小康梦、强国梦、中国梦，归根到底是老百姓的“幸福梦”。

　　“我们将继续做好‘一老一幼’服务工作，采取更多惠民生、暖民心举措，和大家一起建设更加美好的家园。”展望未来，王晖充满信心。 (人民日报 记者 辛 阳 刘佳华)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）