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）

从党的青年工作中汲取智慧力量******

　　作者：刘珂（东北林业大学马克思主义学院）

　　百年大党恰是风华正茂，大国青年恰是生逢盛世。新时代10年，以习近平同志为核心的党中央从“确保党的事业薪火相传，确保中华民族永续发展”的高度推动青年工作，对做好青年工作作出重要决策部署，对青年一代成长成才提出殷切期望。近日，习近平总书记《论党的青年工作》一书出版。该书收入了习近平总书记关于党的青年工作的重要文稿60篇，为做好新时代党的青年工作提供了根本遵循。深入学习贯彻习近平总书记重要讲话和重要指示批示精神，有利于不断涵养广大青年的志气、骨气、底气，让青春在全面建设社会主义现代化国家的火热实践中绽放绚丽之花。

　　坚持党对青年运动的全面领导。自五四运动以来，青年运动如雨后春笋般不断破土而出。无数爱国青年、有识之士奋勇当先，打破封建思想桎梏，宣扬新思想新文化，坚守听党话、跟党走的优良传统，展现出中国青年爱党、爱国、爱人民的赤诚追求和忠贞初心。没有中国共产党，就没有波澜壮阔的青年运动。正是党用红色传承浇灌青年、造就红色血液，重视发挥青年生力军和突击队作用，广大青年才得以勇做改革闯将，勇开风气之先，永葆为民族复兴铺路架桥、添砖加瓦的“先锋”特质。

　　加强党对青年干部理想信念的教育。青年干部从红船出发，由寥寥数人的“星星之火”燃成“燎原之势”，以非凡的理想信念激发出惊人的磅礴之力，为国家富强、民族振兴、人民幸福甘愿抛头颅、洒热血。从赵一曼“未惜头颅新故国，甘将热血沃中华”，到刘胡兰“不怕流血，不怕牺牲，坚决革命到底”；从杨根思“不相信有完不成的任务，不相信有克服不了的困难，不相信有战胜不了的敌人”，到雷锋“做一颗永不生锈的螺丝钉”；从赖宁“什么事情，只要努力，不怕其难，才能尝到成功之甘甜”，到陈祥榕“清澈的爱，只为中国”。一代代青年历经百年而风华正茂、饱经磨难而生生不息，坚守“永久奋斗”的光荣传统，承继中国共产党人的精神谱系，不断肩负使命、砥砺前行，为实现中华民族伟大复兴接续奋斗，汇聚起了无坚不摧的强国之魂。

　　深化党对青年人才发展体制机制的改革。面对全球治理体系和国际秩序加速调整变革的严峻形势，聚力破解青年人才工作体制机制障碍，是构筑青年人才竞争优势、实施新时代人才强国战略的必然选择。虽然我国青年人才工作创获卓著成效，但是青年人才“不够用”“不适用”“不被用”等问题依然存在，青年人才梯队建设“最后一公里”的痛点堵点亟须打通。唯有用好选人用人“指挥棒”，深化人才发展体制机制改革，为各类人才搭建干事创业的平台，给予优秀青年人才评价参与权，才能不断增强青年人才的创造动力和创新能级，引导更多青年人才爱党报国、服务人民。

　　以社会主义核心价值观培育有为青年。新时代中国青年有时难免心存迷惘，但对党和国家的满腔热忱始终不渝。我们需要精心引导青年主动“扣好人生第一粒扣子”，深刻体悟英雄模范和时代楷模的精神风貌，努力成为社会主义核心价值观的践行者、推动者。社会主义核心价值观是凝聚全党全国人民思想共识的“主心骨”，亦是增强广大青年志气、骨气和底气的最大公约数。唯有以社会主义核心价值观滋养青年，引领青年在政治、道义和精神上明大德、守公德、严私德，才能最大限度地发挥当代中国精神的号召力、凝聚力，培养勇挑重担、堪当大任的“向上向善好青年”。

　　青年兴则国家兴，青年强则国家强。习近平总书记指出：“青年工作，抓住的是当下，传承的是根脉，面向的是未来，攸关党和国家前途命运。”新时代中国青年应在党的领导下，厚植爱国主义精神气质，胸怀世界、展现担当，勇做走在时代前列的奋进者、开拓者、奉献者。

　　（本文系国家社科基金青年项目“习近平新时代中国特色社会主义思想的中华优秀传统文化渊源研究”（18CKS026）阶段性成果）