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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）

严防严治积分兑换的运营商“李鬼”******

李英锋

　　“差点就‘入坑’了。”日前，北京市朝阳区消费者李女士告诉记者，1月2日，她收到一条积分即将到期的短信，告诉她需尽快打开链接兑换商品，否则积分就会在1月3日清零。她以为是移动手机号的积分，想着以前也兑换过话费，就打开链接看看。但在选完商品、填好地址之后，准备付差价之前，李女士觉得有必要跟10086客服核实一下商品的原价，一核实才知道该活动并非官方活动。(1月10日《工人日报》)

　　表面上看是用积分兑换福利，实则是坑骗消费者的陷阱。一些经营者冒充品牌客服、模仿三大运营商服务号码向消费者发送短信，用手机话费积分限期兑换、过期清零的“忽悠术”来给消费者制造积分兑换的紧迫感，诱导消费者进入所谓的积分商城，并用大比例的“打折优惠”来进一步激发消费者的积分“兑换欲”。然而，消费者在这样的山寨积分兑换活动中得到的很可能是虚假打折商品、质次价高商品、假冒伪劣商品、库存积压商品，不仅得不到实惠，还可能会被经营者“薅羊毛”“割韭菜”，既失分，又失财。

　　还有一点令人担忧——有的经营者通过山寨积分兑换模式骗取消费者的个人信息，继而通过出售、泄露、广告营销、不法使用等方式进一步侵犯消费者的个人信息权、安宁权等权益。更值得注意的是，这些信息还可能成为不法分子实施电信诈骗的目标。

　　诱导消费者进行积分兑换的运营商“李鬼”，踩踏了法律底线和诚信底线，涉嫌虚假夸大宣传、价格欺诈、销售假劣商品、仿冒混淆销售。引人误认为是他人商品或者与他人存在特定联系等违法行为，扰乱了市场秩序，妨碍了公平竞争，不仅侵犯了消费者的合法权益，也抹黑了被仿冒、被模仿的电信运营商的名誉、形象，侵犯了相关运营商的合法权益。

　　对于此类积分兑换“李鬼”，一定要严防严治。电信服务经营者要通过“大数据+人工”的方式加强对积分兑换类短信、号段的监测核实，一旦发现冒充移动、联通等运营商发送积分兑换短信或涉诈异常信息的行为，及时采取屏蔽、拦截、断链等措施，实时动态封堵，并向有关部门报告，启动全链条深层治理。

　　主流运营商应联合网络平台对各类积分兑换商城进行排查，对官方兑换商城进行标记，对仿冒的兑换商城进行揭露，向消费者发布警示信息。市场监管等部门还有必要畅通投诉举报渠道，以问题为导向加强对仿冒兑换商城的治理，依法严厉打击虚假宣传、价格欺诈、仿冒、售假等违法行为，该处罚处罚，该责改责改，该曝光曝光，该拉“黑”拉“黑”，让违法经营者付出应有的法律代价，充分释放法律的惩戒、震慑、警示、教育、拒止功能。

　　此外，消费者也应在收到积分兑换类短信时擦亮眼睛，多长个心眼，多一分理性和谨慎，少一分轻信盲从，通过官方渠道积极对比、核实有关信息，规避侵权陷阱。

　　只有各方责任主体凝聚共识，形成合力，从严防治，让积分兑换“李鬼”成为人人喊打的过街老鼠，积分兑换“李鬼”才会寸步难行，才会失去其生存的土壤。

　　漫画/陈彬

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）