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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）

2023共建“一带一路”：十年征程再出发******

　　作者：刘倩（北京市习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心特约研究员、北京师范大学一带一路学院副院长）马鑫（北京市习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心特约研究员、北京市社会科学院国际问题研究所助理研究员）

　　今年是共建“一带一路”倡议提出十周年。共建“一带一路”是习近平主席提出的一项重大国际合作倡议，是习近平新时代中国特色社会主义思想的重要组成部分，是推动构建人类命运共同体的重要实践平台。党的二十大报告指出，“共建‘一带一路’成为深受欢迎的国际公共产品和国际合作平台”，并提出了“推动共建‘一带一路’高质量发展”的要求。共建“一带一路”倡议提出以来，始终坚持共商共建共享原则，以高标准、可持续、惠民生为目标，聚焦重点领域、重点地区、重点项目，持续推进民生工程、民心工程，为推动构建人类命运共同体、畅通国内国际双循环提供了有力支撑和强劲动力。

　　“一带一路”建设成就显著

　　推动共建国家“联通”水平持续提升。习近平总书记在出席第三次“一带一路”建设座谈会时强调，把基础设施“硬联通”作为重要方向，把规则标准“软联通”作为重要支撑，把同共建国家人民“心联通”作为重要基础。2022年，在推动共建国家基础设施互联互通方面，“一带一路”建设可谓硕果累累。雅万高铁作为东盟第一条高速铁路试验运行，柬埔寨第一条高速公路正式通车；2022年前11个月，西部陆海新通道铁海联运班列同比增长18.9%，中欧班列开行数量和发送货物标箱分别同比增长10%和11%以上。同时，中国积极推进共建“一带一路”国家标准领域对接合作，已有超过三分之一“一带一路”沿线国家和地区在建重点基础设施项目采用中国标准，中国行业或企业在全球市场主导能力显著提升。

　　引领中国“开放”能力不断增强。高水平对外开放是实现高质量发展的必由之路。共建“一带一路”是中国扩大开放的重大战略举措和经济外交的顶层设计，是构建双循环新发展格局的重要抓手，对实现更高水平对外开放具有重要推动和引领作用。2022年1至10月，中国企业在“一带一路”沿线国家非金融类直接投资1147亿元人民币，同比增长9.7%；2022年，区域全面经济伙伴关系协定（RCEP）和中国-柬埔寨自贸协定正式生效，累计与32个共建国家和地区签署经认证的经营者（AEO）互认协议，贸易投资自由化便利化水平持续提升；中国“一带一路”合作伙伴不断增多，关系日益巩固，正在稳步形成更大范围、更宽领域、更深层次的对外开放新格局。

　　带动全球国际合作“范式”效应日益凸显。“一带一路”倡议提出近十年来，中国经验在全球范围内产生广泛影响。“一带一路”建设秉持共商共建共享原则，坚持开放、绿色、廉洁理念，努力实现高标准、可持续、惠民生目标，已经成为深受欢迎的国际公共产品和国际合作平台。截至2021年底，中国企业在共建国家建设的境外经贸合作园区累计投资超过430亿美元，为当地创造了34万多个就业岗位；截至2022年8月底，中国与“一带一路”沿线国家货物贸易额累计约12万亿美元。共建“一带一路”作为一种秉持开放包容、互利共赢理念的可持续性国际合作新范式，日益展现出强大韧性和活力，必将为全球发展贡献更多持久动能。

　　“一带一路”建设的新要求

　　2023年，大国竞争博弈加速升级，多重冲击对全球经济造成压力，世界经济增速将进一步放缓，发达经济体与新兴经济体增长前景日趋分化，全球治理面临新的挑战。客观形势对“一带一路”建设提出了新的期待和要求。

　　共建“一带一路”应与构建双循环新发展格局紧密结合。自党的十九届五中全会提出“加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局”重大战略部署以来，“一带一路”建设统筹推进东西部对外开放，实施自贸区战略，为推动双循环下经济高质量发展作出了重要贡献。双循环具有对更深层次改革、更高层次开放和更高质量发展的内在追求，这与共建“一带一路”的要求和目标高度契合。共建“一带一路”一方面带动了国内商品和要素的市场流通；另一方面打通了国内外商品、要素大市场，优化配置国内国外各种资源，让国内外市场和资源互为促进、互利共赢，共同创造价值。今后，要不断优化营商环境，建立双循环支撑通道，通过良好的营商环境促进各类资源与要素在国内国际两个市场快速流动和优化配置，推动各经济运行环节更加有效衔接；要鼓励更多中国企业走出去，积极布局国内国际两个市场；要不断优化内外联通的区域布局，巩固东部沿海地区开放先导地位，提高中西部和东北地区开放水平，加快建设西部陆海新通道，构建陆海内外联动、东西双向互济的开放新格局，促进区域经济一体化，助力全球经济复苏。

　　着力以“一带一路”带动高水平制度型对外开放。党的二十大报告强调，要“推进高水平对外开放”，“稳步扩大规则、规制、管理、标准等制度型开放”。顺应经济全球化趋势，推动高水平制度型开放，是推进高水平对外开放的出发点和落脚点，共建“一带一路”恰恰是实现更高水平对外开放的重要契机、平台和抓手。高水平制度型开放意味着开放的重点将由货物贸易转向服务贸易，从以商品和要素自由流动为主的开放向规则导向的制度开放转变。同时，为适应高标准国际经贸规则，开放措施要从单纯关税减免向规则、标准等领域延伸。这就要求在共建“一带一路”过程中，要坚持“走出去”和“引进来”并重，扩大外资市场准入；要通过自贸试验区开展高标准国际经贸规则实践，努力在一些行业率先尝试对接国际贸易规则，打造制度创新和开放窗口；要突出企业主体地位，通过制度型开放扩大对全球多边规则框架的影响力，积极参与并推进世界多边贸易体制改革，掌握与自身地位相适应的话语权。

　　推进高质量共建“一带一路”要聚焦重点。2023年，世界动荡仍将持续。推进高质量共建“一带一路”，关键在于优化发展路径，持续深入推进重点领域、重点地区、重点项目开展。在重点领域，要大力推动“数字丝绸之路”建设，推进智能制造产业发展，通过新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，构建数字合作平台，缩小数字鸿沟，使数字经济成果普惠于民；要大力推动“绿色丝绸之路”建设，聚焦绿色能源、绿色基建、绿色金融等重点领域，推进多边合作机制对接，持续推进“一带一路”生态环保国际合作；要大力推动“健康丝绸之路”建设，把中国在抗疫合作、疫苗研发、救治方法等方面的成功经验在“一带一路”沿线推广，落实疫苗无偿援助承诺，为“心联通”奠定更加坚实的民意基础。在重点区域，要通过实施自贸区和自由港项目建设，推进区域经济一体化和次区域经济发展。在重点项目，要聚焦民生工程，改善民生福祉，提升共建国家民众的获得感和幸福感，通过深化“一带一路”合作提高当地居民的满意度，与有关国家实现在全球治理领域的互利共赢。

　　中国推动共建“一带一路”的实践表明，中国始终是世界和平的建设者、全球发展的贡献者、国际秩序的维护者、公共产品的提供者。2023年，共建“一带一路”必将在开展更大范围、更高水平、更深层次国际合作的生动实践中开启新征程。中国将继续以自身新发展为世界提供新机遇，为推动构建人类命运共同体增添新动能。

　　《光明日报》（ 2023年01月11日 12版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）