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）
追逐“共富梦”的村支书张明忠：大家富，才是富******
(新春走基层)追逐“共富梦”的村支书张明忠：大家富，才是富
中新网张家界1月18日电 题：追逐“共富梦”的村支书张明忠：大家富，才是富
作者 白祖偕 邓霞 张雪盈
张明忠是湖南张家界永定区的名人。他是土生土长的官黎坪街道仙人溪村人，曾常年在外打工，2012年从广东回张家界创业，取得佳绩后又挑起仙人溪村党支部书记这副担子，为家乡谋发展，为乡亲谋福利。
从张家界响当当的“大老板”到仙人溪村赤诚为民的“领头羊”，张明忠靠的是建设家乡的一腔热血。他说：“自己富，不是富；大家富，才是富。我是党员，有责任也有义务为家乡发展和乡亲致富作贡献。”
仙人溪村村部。 受访者供图抓党建凝聚涣散民心
仙人溪村是张家界永定区最大的村，2016年由原仙人溪、犀牛潭、熊壁岩三个村合并而成，村情复杂、民风彪悍，村干部各自为政，工作相互掣肘是基本村情。2019年，合村后的第二任村党总支书记和副书记受到免职处理。这时，党组织想到了从仙人溪村走出去的“能人”张明忠，希望他能挑起支书这副重担，稳定村局面，带领村民致富。
“任村支书这事我从来没想过，总担心干不好。”张明忠说，他之前常年在外打工、创业，对村里的情况并不太熟悉，且当时他的事业正蒸蒸日上，每年纯利润都上百万元，也是分身乏术。“但党组织找我谈了四次话，让我坚定了挑起这副担子的决心。”最终，张明忠将产业交给家人打理，自己全身心地投入到村务工作中。
如何增强党员干部凝聚力，让大家勠力同心，成为张明忠面临的第一道“拦路虎”。担任村党总支书记后，他便把抓乡村党组织建设作为首要任务，严格落实“三会一课”、主题党日活动、组织生活会、民主生活会等组织生活制度，提高党组织生活质量；扎实开展党史学习教育，用党的创新理论武装头脑、指导工作；学习先进经验和特色做法，大力推进党支部标准化规范化建设；建立健全村“两委”工作制度，坚持“民主管理，村务公开”，促进各项事业公开透明、顺利开展。
“村里实行了村务、财务、党务三公开制度，采取重大事项一事一议，小事召开两委会研究，大事通过代表会、党员会，甚至村民大会民主决策，保证村里各项工作在民心稳定的条件下开展。”张明忠说，村里的大事小事都充分体现村民自治和村民参与，既增加了工作透明度，也消除了隔阂和疑虑，更好地赢得了村民的理解和支持。
“我们还大力培养入党积极分子，同时注重发挥乡贤、老党员、年轻人的作用，成立乡贤会、老村干部会与乡村振兴先锋队，使其与党员大会形成联动，提升村民的主人翁意识与责任感。”张明忠说，干工作首先要抓人心，只有大家心往一处想、劲往一处使，工作才能顺利开展起来。
在党建引领下，张明忠带领全村党员干部在脱贫攻坚、疫情防控、乡村振兴等“大考”中凝心聚力、真抓实干，切实为村民办实事、解难题，仙人溪村逐渐呈现经济向好、积极向上的景象，干群关系也大为改善。
“老百姓的眼睛是雪亮的，谁为他们谋福利，他们就支持谁。”湖南省外事办驻仙人溪村乡村振兴工作队队员刘牧说，如今的仙人溪村，已从“上访村”成为永定区党建工作免检村，张明忠还高票当选为永定区第八届区人大代表。
仙人溪村党员参加主题党日活动。 受访者供图抓基础改善投资环境
从张家界永定城区驱车前往仙人溪村，沿着平整的山路蜿蜒而上，40多分钟后就到达仙人溪村部。
一路看看车窗外的风光，车程十分轻松。但在三年前，基础设施落后还是制约仙人溪村发展的重要因素之一。“要想富，先修路。”自2020年初起，张明忠就通过多方筹集资金，带领村班子成员、村民，全力投入到通组公路的建设上。
“以前这里只能走土路进出，年年整路年年冲损。”张明忠指着连接犀牛潭片与仙人溪片的通组道路说，道路没硬化前，稍重的车辆经过就会在路面留下大坑，遇上雨天更是泥泞难行。他上任后还专门聘请附近的一位村民每日对路面进行清理、修整。但这种方法治标不治本，吃力不讨好。
为彻底解决这些“肠梗阻”道路，村里2020年初首先硬化了仙人溪片1.78公里的通村主干道，2020年底又硬化了熊壁岩片的2.1公里通组公路，2022年又重新启动涉及四个村民小组400多人、长2.8公里的省级扶贫道路硬化项目，共筹措资金460余万元。
随着“肠梗阻”道路打通，仙人溪村未经雕琢的美丽风光让越来越多的游客“不请自来”。2022年夏日，仙人溪村日均游客上千人，虽暂无门票收入，但庞大的人流仍给村里带来可观的消费收入。
为改善村民饮水难题，2022年张明忠充分利用省级乡村振兴重点帮扶村驻仙人溪村这一资源，多次与湖南省外事办驻村干部对接水池建设项目，使困扰村民多年的饮水问题得到解决。
仙人溪村熊壁岩海拔高、气温低，加之山顶地势较平坦，土层肥沃，村支两委因地制宜，在此大力发展高山反季节蔬菜。为拉长产业链，增加附加值，实现三产融合，张明忠积极争取省级驻村工作队帮扶和支持，与步步高集团签订战略合作协议，并多方争取资金在杆子坪易地扶贫安置点修建面积达700平方米的综合服务大楼，用以建立蔬菜分拣中心和综合服务超市，纳入村集体统一管理。
“现在交通便利了，综合服务大楼建成后，不仅可以保护熊壁岩高山反季节蔬菜的销路和价格，还能带动周边村镇民众种植蔬菜。”张明忠说，该项目投产后，仅分拣中心就可以解决30人以上的就业，带动间接就业200多人。
仙人溪境内的小天门景观。 张雪盈 摄抓资源激活产业发展
仙人溪村境内的大峡谷奇峰兀立、山清水秀，其标志性景观——小天门令文人墨客流连忘返；熊壁岩山顶海拔超1300米，四周悬崖绝壁，其山体与天门山、七星山合称张家界三大绝壁高山。
“仙人溪村环境优美，植被覆盖率达98%，且处在张家界市1小时生活圈内，发展旅游大有可为。”一次偶然的机会，张明忠发现两名美术爱好者石给给、李嗯嗯在仙人溪村长住写生，其作品精良、笔触细腻，在社交平台反响热烈。为让两人安心在此创作，张明忠自掏腰包为其改善居住环境；同时思考该如何利用村里的自然生态资源，发展产业经济。
好消息来得猝不及防。专心从事艺术创作的石给给和李嗯嗯精品不断，很快便引起一位上海投资人的关注。后者决定与两人合作，在仙人溪村建设一期投资6000万元的“失落山谷”项目。该项目计划打造一个集文化、艺术、创意、旅游、健康、民宿等于一体的产业基地，吸引艺术家和高阶人群来此创作、休闲，再通过他们的作品持续向外推介“失落山谷”和仙人溪村。
在张明忠看来，仙人溪村山美水好，其上游地段属一级饮用水源保护区，发展产业需慎之又慎。“失落山谷”项目不在水源保护区内，又能践行“绿水青山就是金山银山”的理念，与村里的发展思路十分吻合。
“产业兴旺是乡村振兴的重要基础。”张明忠介绍说，湖南省委外事办驻村工作队和村支两委都十分重视产业发展，除“失落山谷”项目外，近两年来还签约了博落回中草药种植项目、仙人溪村国际艺术村项目、仙人溪村农业文化旅游综合产业园等，既增加了村集体经济收入，又解决了村民务工难的问题，村民收入随之得到成倍增加。
目前，仙人溪村支两委与湖南省委外事办派驻工作队共同拟定了《仙人溪村乡村振兴产业发展规划》，有序推进农村资源变资产、资金变股金、农民变股东，积极促进各项产业发展。
张明忠及村“两委”班子成员三年的奋斗换来了丰硕回报。2022年，仙人溪村村集体经济收入预计可达70万元。“这里面有部分是爱心企业的捐赠，但随着‘失落山谷’等项目陆续建成投产，未来两到三年内村集体经济还将继续增长，可为村民做更多实事。”张明忠说，去年村里有9个孩子被大学录取，是近年来成绩最好的一年。村里不仅召开了优秀学子表彰大会，还为他们颁发了村级奖学金，勉励他们将来更好地回报社会、回报家乡。他上任前村里欠下的旧债也在陆续偿还，预计未来两年内能全部结清。
看着仙人溪村蒸蒸日上的发展态势，张明忠的“共富梦”更加明晰：加快乡村振兴步伐，让更多年轻人看见家乡的发展机会，吸引他们返乡创业、就业，为仙人溪村的后续发展注入源源不断的活力。(完)
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