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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）

构建发展新格局 建设世界级旅游目的地******

　　党的二十大回顾总结了过去五年的工作和新时代十年的伟大变革，阐述了开辟马克思主义中国化时代化新境界、中国式现代化的中国特色和本质要求等重大问题，对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进行了战略部署。党的二十大报告，是党团结带领全国各族人民夺取中国特色社会主义新胜利的政治宣言和行动纲领。

　　陕西将坚持文旅融合高质量发展，在发展社会主义先进文化、弘扬革命文化、传承中华优秀传统文化的过程中积极赋能旅游发展，大力发展红色旅游、绿色旅游、乡村旅游、智慧旅游、文明旅游，不断扩大开放水平，努力构建发展新格局，推动陕西建成传承中华优秀文化的世界级旅游目的地和国际文化旅游中心。

　　全面统筹整合旅游资源，科学优化旅游空间布局。开展全省旅游资源普查，全面摸清旅游资源家底，形成“五维合一”的成果体系，为旅游资源科学保护、合理开发提供基础依据。加快构建“一核四廊三区”文旅发展新格局。打造关中综合文化产业带、陕北民俗及红色文化产业带、陕南自然风光生态旅游产业带。依托黄帝陵、兵马俑、延安宝塔山、秦岭、华山等陕西文旅资源，打造一批闻名世界、国内一流的旅游集聚区。以长城、长征、黄河国家文化公园（陕西段）建设为契机，推动全省红色旅游资源保护利用体系建设，带动红色旅游发展。

　　实施重大项目带动战略，全面提升旅游发展水平。陕西将精准把握打造万亿级文旅产业和促进文旅消费的目标任务，推动七条文旅重点产业链建设，推进县域文旅产业发展，实施文化产业“十百千”工程，建设一批文化厚重、内涵丰富、特色鲜明、市场前景好的重点项目，培育一批富有陕西特色的世界级旅游景区和度假区，形成一批世界一流、全国领先、独具特色的文旅产业集群，增强文旅企业竞争力，提升发展能级。

　　加大优质产品和服务供给，更好满足人民群众的旅游需求。陕西将坚持旅游为民原则，以高品质供给推动旅游业高质量发展，大力发展乡村旅游、夜间旅游、康养旅游、房车露营等新兴业态，打造一批文化特色鲜明的旅游休闲城市和街区，推出一批特色鲜明的精品旅游线路，形成一批竞争力强的旅游商品。持续办好西安丝绸之路国际旅游博览会、陕西旅游商品大赛、西安国际文创产品创新创意大赛等大型活动，支持和鼓励社会力量广泛参与旅游商品研发推广，打造陕西旅游商品IP。秉持旅游便民利民理念，加强旅游基础服务设施建设，持续推动旅游景区智能化、信息化发展，完善旅游智能服务体系、便民惠民体系、安全保障体系和行政服务体系，提高游客满意度。

　　深化“旅游+”融合发展，促进旅游发展质量、效益双提升。近年来，陕西深化文旅融合，大力推进“旅游+”业态发展，大唐不夜城、袁家村乡村旅游、长安十二时辰主题街区等高品质业态成为旅游经济发展的新动能。陕西将坚持以文塑旅、以旅彰文，不断深化文旅融合发展，建立省级文化旅游产业融合实验区机制，统筹推进“一市一品”创建工作，打造一批地域特色鲜明的文旅融合示范区。创新推动“旅游+”发展，更好融合历史文化、自然生态、科技教育等元素，培优夜间观光、生态旅游、自驾露营、研学旅行等业态，推动旅游业向现代化、智慧化、品质化、国际化转型升级。抓紧实施文旅科技创新工程、上云用数赋智文旅试点、文旅产业赋能乡村振兴计划等融合创新发展重点工作，大力发展陕西特色文旅融合业态，赋能旅游业高质量发展。

　　主动服务外交大局，推动文化和旅游国际交流合作走深走实。党的二十大报告提出，坚守中华文化立场，提炼展示中华文明的精神标识和文化精髓，加快构建中国话语和中国叙事体系，讲好中国故事、传播好中国声音，展现可信、可爱、可敬的中国形象。文化和旅游国际交流合作在增进民心相通、提升国家形象、增强文化软实力等方面发挥着重要作用。陕西将坚定不移地参与“一带一路”高质量建设，创新观念、开拓思路、拓展方式，举办好丝绸之路国际艺术节、西安丝绸之路国际旅游博览会等重大国际交流活动，积极参与“欢乐春节”“云游中国”“中国文化周”等品牌活动，发挥好境外新媒体矩阵传播作用，宣传推介陕西省精品剧目、特色美食、非遗和旅游资源，促进中华文明与各国文明的交流，在全面建设社会主义现代化国家新征程上，奋力谱写陕西文化和旅游强省建设的新篇章。

　　（高阳 作者系陕西省文化和旅游厅党组书记、厅长）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）