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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）
气候传播与公众意识边会在联合国马德里气候大会举行******
边会现场讨论环节。 王健龙 摄
中新网马德里12月10日电 马德里当地时间9日，来自不同国家的政界、业界和学界人士在联合国马德里气候大会中国角“气候传播与公众意识”边会上围绕气候变化与气候传播、传播干预低碳消费、融通气候与健康传播等议题各抒己见，展开了热烈讨论。
此次边会由中国新闻社、国家气候战略中心、中国人民大学联合主办。这也是中国新闻社连续第七年在联合国气候大会期间举办该主题边会。
本次边会由国家气候战略中心综合部副主任张志强主持主题发言、中新社经济部记者夏宾主持圆桌讨论。
中国生态环境部气候司副司长孙桢。夏宾 摄中国生态环境部气候司副司长孙桢在致辞中表示，做好气候传播必须认清气候传播本身的特点，其大环境与其他传播不同，气候问题对于老百姓来说很难以从切身感受得到系统认识。低碳行动和能源转型的难度较大，对于传播工作也带来一定困难。
同时应注意到气候传播的国际合作也存在困难，各方在传播时难免带有自己的利益，这其中的传播就变得不那么容易把握。
下一步气候传播应该怎么做？孙桢表示，首先，要做气候传播过程中必须意识到多边主义的重要性；其次，讲清楚适应气候变化的故事、讲清楚气候变化的灾害，加强采取行动的紧迫性；第三，做好信息的传达工作，把做气候传播的身段放下来，回到好老百姓关心的问题。
中国气候传播项目中心主任郑保卫。夏宾 摄中国气候传播项目中心主任郑保卫表示，过去十年，中国的气候传播从零开始，逐渐成长。未来要学习借鉴国外经验，总结气候传播规律，打造气候传播工具箱，更好地指导气候传播各行为主体做好气候传播，并面向中小学学生，特别是大学生开展气候传播教育。
印度地球政策中心主席拉杰德拉·山地。夏宾 摄印度地球政策中心主席拉杰德拉·山地认为，当前人们对于气候变化紧迫感的认识实在不够。
“图片分析没有用、预测没有用、过去和现在的图片对比没有用、气候变化带来的灾害的照片没有用，所有东西都不能让人们警醒起来。”他呼吁，每个人都不能事不关己地坐着，必须站起来去对应气候变化。
中山大学南方学院副校长黄南松。夏宾 摄中山大学南方学院副校长黄南松认为，气候变化并没有挑战人们的道德底线，这是人们不愿意采取措施的一个主要因素。温室气体排放是工业发展的伴随结果之一，过去的人们并没有预料到未来会产生如此的严重后果。一些民众倾向于利用这场危机的原因和后果的不确定性，产生“过度乐观”的态度。
他还指出，许多人认为气候变化是潜在的、遥远的。2018年，一项关于公共政策优先事项的研究中，大多数人认为恐怖主义，教育和经济等问题是最重要的问题，分别有73%、72%和71%的人认为是最重要的议题，而气候变化在名单上的优先级接近最低，只有46%的人认可它的重要性。
“看不到明显成果、缺乏成就感的情况下，坚持采取行动缓解气候变化是非常困难的。”黄南松说。
世界银行碳市场和创新部门项目经理普提。夏宾 摄世界银行碳市场和创新部门项目经理普提谈到了传播碳定价的重要性。他指出，关键利益相关者快速成为政策支持倡导者，同时获取了对政策的宝贵反馈，在预期和效益的推动下，传播碳定价愈加重要。
能源基金会传播总监荆卉。夏宾 摄如何走向低碳生活，能源基金会传播总监荆卉指出，可通过减少浪费型消费、选择高能效产品及寻求转化模式来实现。
在传播低碳生活方式上，荆卉建议，建立“低碳消费”、“高品质美好生活”和“可持续增长”的关联；把应对气候变化、低碳生活和低碳消费与人们对当下的关注点相结合，聚焦“此时此刻”；基于价值观进行信息设计，尊重利益诉求，提供能够满足利益诉求的低碳选择；传播具体的、系统性的行为指导；把握有理性更有温度同时贴近生活、时尚、共创的调性。
中国国际工程咨询有限公司气候应对处副处长张嫄。 夏宾 摄中国国际工程咨询有限公司气候应对处副处长张嫄指出，鼓励公众积极参与低碳发展的价值是毋庸置疑的，这个价值和意义的内涵也是丰富和多方面的。不同的参与主体，包括政府、企业、机构、个人，在不同的参与环境中，如所处不同的发展阶段、要解决的排放问题以及减排的路径选择，对公众参与会产生不同的需求，因而采取不同的目标导向和政策工具，导致相应的行为表现和效果也不尽相同。
“因此，从强化公众低碳意识、理念到采取具体行动，国内外不同城市鼓励公众积极参与低碳发展的方式也是多种多样的。”张嫄说。
守望地球理事会理事长谌良仲。夏宾 摄守望地球理事会理事长谌良仲表示，保护生态环境和应对气候变化，必须基于科学和经济上可行的方案，而制定科学和经济上可行的方案，必须基于长期的野外监测的基础数据。野外科研和监测，贵在长期坚持，而野外监测的现场第一手数据的采集，需要大量的人力物力，既耗时，又昂贵。公众科研为业余科学爱好者找到贡献自身力量的途径，为科学研究动员了大批承担日常基础工作的人手，也为科学研究提供了更多的解决思路和一定程度的资金支持。
深圳标新科普研究院理事长陈素平。夏宾 摄深圳标新科普研究院理事长陈素平说，提高气候传播要增强公众对气候变化领域的关注，可通过推动气候变化领域知识的传播、增强全社会对气候变化领域的关注。
在圆桌讨论环节，英国儿童投资基金会中国项目总监刘强、清华大学气候变化与可持续发展研究院项目主管王彬彬、广西大学气候与健康传播研究中心主任吴海荣、绿色创新发展中心运营总监汪燕辉、美国环保协会多边气候战略主任兼首席顾问AlexHanafi对中国气候传播的效果、中国气候传播的经验及学校、媒体、政府如何联手进行气候传播等热点议题进行了探讨。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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