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）
无比困难的决定？蔡英文宣布延长兵役年轻人不买账******
中新网12月28日电 综合台湾媒体报道，27日，台湾地区领导人蔡英文时隔744天召开记者会，宣布从2024年1月1日起，2005年1月1日以后出生的役男，义务役役期由4个月延长为1年。台湾舆论对这一改革批评声浪不小，“票投民进党，青年上战场”也已经成为了台湾年轻人的惯用讽刺语。
蔡英文。图片来源：台湾中时新闻网 杜宜谙 摄蔡英文：无比困难的决定
年轻人：还不都是你造成的
蔡英文在记者会上声称，延长兵役是“无比困难的决定”，还称“只要台湾够强，青年就不用上战场”。
岛内年轻人对蔡英文的说辞并不买账：“还不都是你造成的。”
有台湾网友直言：“问题不是服役多久，问题是为何走到兵役要延长，是谁造成的。答案大家心知肚明”。还有网友讽刺，“票投民进党，青年上战场”“为了美国优先，台湾人年年缴保护费、吃莱猪、献上台积电……结果老美还嫌不够……”。
台湾网友评论截图此前，也有岛内民调显示，针对“若两岸开战是否愿意上战场”问题，高达65.2%民众表示不愿意，其中20至29岁不愿上战场比例高达七成。
暨南国际大学公共行政与政策学系教授柯于璋表示，那些反对“九二共识”的人从没能拿出一个像样的主张，只会叫嚣、反对，最终也只能把两岸情势逼到墙角；这些人不仅拿不出像样的主张，还只能靠延长兵役壮胆，声称只要台湾强盛，年轻人就不用上战场。
延长兵役的背后，
“选票”和“美国人”扮演什么角色？
有台媒分析，为了争取台湾人对延长兵役的支持，民进党当局洋洋洒洒写了26页的说帖。然而，除役男薪水大幅增加，役期纳入劳保年资，还提出分年分期入营，大学4年同时完成学业与役期的构想，摆明讨好役男与家属。
《中国时报》刊文称，让念大学的役男兼顾学业与役期，就是在抢短线，只为2024年选举。这个构想若要可行，最可能的办法就是大学生利用寒暑假去当兵，等于将役期拆成分期支付，这样训出来的兵，比现在4个月的军事训练役还不如，防务部门怎么会答应？当局难道不知道方案不可行？但仍释出研议讯息，目的就只有一个，降低2024年“大选”对民进党选举的冲击。这是标准的选举计算。
而对于台湾宣布的征兵改革，美国白宫发言人在回复台湾“中央社”询问时表示“欢迎”。这名发言人声称，美方会依循“与台湾关系法”与“一个中国”政策承诺，持续协助台湾维持足够的自我防卫能力。
岛内网友纷纷就此吐槽，“摆明了美国把台湾人民当炮灰在看”“台湾延长役期 美国表态肯定 民进党完成主人任务”“被人卖了还帮别人数钱”“募兵装模作样大可精简，改征兵浪费年轻人宝贵青春作美国梦数馒头？”
对此，有台湾学者分析，目前台当局的作法，只能暂时缓解来自华府的压力，相信后续华府仍会持续针对台湾防务支出、建军规划、装备采购、战术战法与役期等项目，进行“关切”。
资料图：台湾陆军学员训练画面。图片来源：台湾中时新闻网备战可以避战？
和平才能避战！
台湾《中国时报》28日的一则评论直指，自蔡政府上台以来，持续操作“抗中保台”；但蔡政府从来不诚实告诉民众，搞“抗中保台”不是“请客吃饭”那么轻松，绝对是要付出代价的。
孙文学校总校长张亚中28日也发表评论表示，“兵役延长”一旦落实，它只是个起步，台湾未来必须还要付出更多的代价继续增购武器，也让台湾成为美国的军火库。
“备战才能避战”是一种似是而非的思维，要备多少军备，征募多少兵力，才能达到“避战”的效果？如果台湾确定要用“备战”的思维，那么未来防务预算必须大幅提升，“延长兵役”为1年绝对不够。
张亚中说，台湾人民很不幸，有一个以美国马首是瞻，不在乎台湾命运的领导人；有个唯唯诺诺，看到美国就只会点头遵命的政党。两岸关系是台湾的生死大事，但民进党当局只会用“延长兵役、增加军备、依靠美国”等陈旧方法来因应，拱手将台湾的未来交给美国来操盘。
“用创造两岸和平来确保台湾安全才是唯一的思路。”张亚中最后说道。
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