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）
【十年中国风】“舞”动异域，天涯相约民族风******
中新网北京10月2日电题：【十年中国风】“舞”动异域，天涯相约民族风
记者 邢蕊
提到广场舞，你脑海中会浮现出什么场景？是否是一群或烫着卷发、戴着墨镜，或身披彩色丝巾，在公园、广场伴着音乐起舞的大爷大妈们？
广场舞是一项成本低廉、简单易学且颇具社交属性的健身娱乐方式。一份早年间的行业报告显示，中国广场舞人口已近一亿。随着十年间国内外交流的脚步密集，“广场舞大妈”们，也越来越多地吸引世界目光。
“来自东方的神秘力量”
英国小哥三秒，至今都对此记忆犹新。
三秒住在英国谢菲尔德。他是中国传统文化的狂热爱好者，也是中国女婿。2019年，他和媳妇回中国探亲，在游览大好河山，品尝各式美食之余，同样令他难忘的，还有随处可见的“广场舞大妈”。
他说，自己想不通到底是怎样一种魔力，可以让互不相识的人们，在同一时间、同一地点，整齐划一地排列在一起起舞？这上头的背景音和魔性的小步伐，又是哪位节奏大师的手笔？
当他向妻子表达心中迷惑，却见对方煞有其事地笑道：“这是来自东方的神秘力量。”
这股“神秘的东方力量”正有席卷全球之势。从巴黎卢浮宫、俄罗斯红场到纽约时代广场，十年间都曾留下国人翩迁舞动的身影。
2014年，一曲《最炫民族风》响彻纽约时代广场上空，100位“中国大妈”在异国他乡的街头跟随节拍起舞，由内而外散发着自信的气场。
这是纽约中华歌舞团参与的一次快闪活动，团长冯洁至今都对当时的场面记忆犹新：“跳完以后，我们挥舞着100面五星红旗，一起合唱《我的中国心》，场面十分震撼。”
资料图：2013年1月21日，美国宾夕法尼亚大街上参加游行的华人民间舞蹈团。“神曲”背后的自信身影
当一群群东方面孔在异域高光中随性而舞，求同存异、兼容并包而又活泼豁达的中国文化特质，正跃动着勃勃生机。
从身边巷陌到异国他乡，随处可见的广场舞成为国人追求健康生活方式和展现向上精神面貌的注脚。在这背后，是一份份对美好生活的渴望，是飞速崛起的国家为普通百姓带来的幸福感和自信心。
在北京大学国家体育产业研究基地秘书长何文义看来，广场舞兼具时尚文化和体育文化属性。“广场舞的舞蹈和音乐都在不断推陈出新，受众囊括了各个年龄段，甚至包括有舞蹈功底的专业人士。当优秀人才进入这一领域，广场舞很可能从‘土文化’变成雅文化。”
何文义认为，广场舞热潮所体现出的，正是普通老百姓享受美好生活的直接过程。而在国外街头起舞的“中国大妈”，不仅是文化自信的体现，在某种意义上也是中国“文化输出”的一种形式。
来自英国的三秒眉飞色舞地告诉记者，自己看广场舞看到兴起时，也会情不自禁地加入其中，快乐得像个二十多岁的“小陀螺”。
资料图：2017年12月31日，2017“你好大妈”全国广场舞总决赛在美丽的云南西双版纳举办。陈春光 摄民族的，也是世界的
在国外生活数十年的冯洁，为了庆祝国庆60周年，于2009年创立了纽约中华歌舞团。13年时间里，冯洁和她的歌舞团一直致力于让优美的中国艺术在美国落地生根。
2015年梅西感恩节大游行，纽约中华歌舞团受邀参加。她们以侗族音乐为伴奏，编排出了一套动作简单，却颇具少数民族风情的广场舞。当身穿民族服饰的队伍走上街头，围观人群向着游行队伍高呼：“China，你好。”那一刻，走在队伍里的她和许多演员们热泪盈眶，身为华人的自豪感油然而生。
旅美20余年间，冯洁曾在美国朱莉雅音乐学院演奏并讲座过多部中国民乐作品、出版过琵琶独奏专辑，也曾自2009年起创办“纽约国庆晚会”、在大量中华艺术活动中担任节目策划人及总导演、艺术总监，还曾将来自辽宁芭蕾舞团自排的《花木兰》等多部晚会搬上美国主流舞台演出，以实际行动搭建中美文化桥梁，近距离向美国人民和华夏子孙讲述中国故事。
“我们中国的优秀文化还有很多很多，歌剧、芭蕾舞、交响乐……兼容并包，海纳百川。”她说，“这些来自中国的艺术之美，每每都会令当地观众大为赞叹。”
2015年梅西感恩节大游行现场。受访者供图。当中国风与西方世界交融碰撞，无论是“阳春白雪”的艺术表演，还是颇接地气的民间健身，都在润物无声地讲述着一个个中国故事，将兼具传统色彩和时代意蕴的中华文化推向国际舞台。而每一个故事，无不记录着优秀中华儿女的努力与拼搏。
“在美国，中国文化扮演着非常重要的角色。每次有多元文化交流活动，我们一定是最具亮点、最不可缺少被邀请的。”冯洁动情地说。而她语气中满满流露出的，是对中华文化坚定地自豪和自信。
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