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）
联合国气候变化大会“气候传播与公众意识边会”成功举行******
中新网埃及沙姆沙伊赫11月16日电 当地时间12日，《联合国气候变化框架公约》第二十七次缔约方大会(COP27)“气候传播与公众意识边会”在埃及沙姆沙伊赫举行，边会由中国新闻社与生态环境部宣教中心主办，中国新闻网承办，能源基金会协办。
中国新闻社总编辑张明新作视频致辞。 供图中国新闻社总编辑张明新在视频致辞中表示，气候变化是我们这个时代必须直面的全球性重大挑战。共识就是力量，在气候变化治理领域，媒体扮演着普及知识、行动倡导、连接各方、凝聚共识的重要角色。中新社一直高度重视气候传播，积极拓展工作领域，愿为讲述传递中国与世界的低碳好故事、绿色好声音以及合作新成就，继续发挥积极作用。
生态环境部宣教中心主任田成川作视频致辞。 中新网记者 陈天浩 摄生态环境部宣教中心主任田成川在致辞中表示，加强气候传播，积极提升公众参与应对气候变化意识，在全球气候治理中具有基础性和战略性意义。宣教中心以提升公众环境和气候意识为己任开展积极探索，积极打造品牌项目和宣传平台，包括开展丰富多样的气候传播活动、发起成立气候传播平台和行动网络、开展应对气候变化教育培训等。
在能源基金会首席执行官兼中国区总裁邹骥看来，实施气候变化政策是贯彻生态文明思想的一个重要的组成部分。能源基金会的愿景和生态文明思想一脉相承。他说，应通过气候传播让社会公众接受应对气候变化的新意识，尤其要为青年一代所接受，并最终转化为青年一代的行动。能源基金会早在七八年前，就专门成立了相关的传播项目。
图为王毅在“气候传播与公众意识边会”上进行演讲。 中新网记者 陈天浩 摄国家气候变化专家委员会副主任委员、中国科学院科技战略咨询研究院研究员王毅在演讲时则提到，中国正在构建一个以国家公园为主体的自然保护地体系，这需要协调各个利益相关方的关系，还要有更好的公共参与。他认为，通过建立国家公园，一方面能够利用国家公园本身的教育功能来提高公众保护生态环境的意识；另一方面通过公众的参与，也将更好更快地推进中国国家公园的建设。
全球能源互联网发展合作组织发展局局长助理管秀鹏介绍了该合作组织开发的能源全球平台，“接下来我们将以能源全球平台为媒介，与各方携手共建全球能源互联网，积极应对气候变化，为人类的可持续发展作出更大的贡献。”
“推动社会共识的形成和广泛的公众参与需要一场公众气候观念的升级。”清华大学新闻与传播学院气候传播与风险治理研究中心主任曾繁旭认为，气候传播要逐渐实现范式转变，通过好的故事，让科学数据和政策转变为真实可感的公众生活，让公众觉得，能源、气候议题并不在远方，而在你我身边。
能源基金会策略传播项目主任荆卉表示，“让气候议题更加主流化，未来有很多可以继续发力的方向，比如强化公众对于气候问题和低碳解决方案更科学的理解、增加气候变化在社会讨论中的可见度、强调低碳转型以人为本的定位，以及给公众提供更多参与机会和直观体验，让人们认识到自己既是低碳转型的贡献者，也是受益者。”
图为彭大伟现场分享对中国气候报道新趋势的观察。 中新网记者 陈天浩 摄中新社融媒体中心副主任兼中新网副总编辑彭大伟分享了自己对中国气候报道新趋势的观察，“随着VR、AR等技术及新媒体、融媒体形态的不断延伸发展，未来的气候传播形态将更加广阔，针对的受众将更加广泛，也必将在全社会汇聚更大合力。”
伦敦大学学院可持续金融和基建转型首席教授梁希分享了对中国企业ESG发展的见解并建议上市公司披露社会责任报告方面根据国情制定本土化的信息披露标准，推动智能化的数据收集，同时通过能力建设和政府领导，从根本上提升市场主体对ESG的认知。
图为“气候传播与公众意识边会”现场。供图在边会圆桌对话环节，“一带一路”绿色发展国际研究院执行院长张建宇、中节能咨询有限公司总经理廖原、绿色和平中国首席代表袁瑛，就面向“双碳”目标转型实践与气候传播的议题进行讨论。
张建宇认为，技术进步使我们对气候变化做出的贡献能够可持续以及可被认识到。有了支持的态度、理解的程度，以及技术进步带来的具体改善，我们将可进入美好生活和气候友好的新时代。
廖原也认为，技术的赋能使得我们对更美好生活中舒适的追求，以及对气候变化做出的贡献，两者开始趋同，这能够帮助每个人对气候变化问题的支持、理解和行动落到实处。
“公众气候行动具有多样性和在地性”，袁瑛指出，ESG等新兴议题，对企业采取更高更好的气候行动有激励作用和约束作用，同样会推进公众、企业采取不同层级的气候行动。(完)
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