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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）

【理响中国】维护经济安全 保障高质量发展******

　　作者：张德勇（中国社会科学院财经战略研究院研究员）

　　党的二十大报告指出，高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务。统筹发展和安全，推动高质量发展，离不开持续稳定的安全环境。经济安全是国家安全的基础，是国家安全体系和能力现代化的重要体现。我们必须深入学习领悟习近平总书记关于维护经济安全的重要论述精神，全面贯彻落实党的二十大关于增强维护国家安全能力的决策部署，坚定不移贯彻总体国家安全观，抓好经济安全，加强重点领域安全能力建设，提高防范化解重大风险能力，为高质量发展保驾护航。

　　经济安全是国家安全的基础

　　2014年4月，习近平总书记在中央国家安全委员会第一次会议上创造性提出总体国家安全观，成为形塑我国新时代新安全格局的根本遵循和行动指南。总体国家安全观涵盖政治、军事、国土、经济、金融、文化、社会、科技、网络、粮食、生态、资源、核、海外利益、太空、深海、极地、生物、人工智能、数据等诸多领域。其中，经济安全是基础。

　　在和平发展的当今时代，国与国之间的发展竞争突出表现为经济竞争。不仅如此，经济竞争也往往成为某些集团或国家利用资金、科技、能源、原材料等遏制竞争对手更快更好发展的工具。经济竞争衍生经济安全问题，关系国家发展大局，这就使得经济安全在国家安全体系中的基础地位日益凸显。没有经济安全，不但经济发展受阻，文化、教育、社会等领域的安全与发展也就无从谈起。因此，维护经济安全是国家最重要的职责之一。

　　党的十八大以来，立足新发展阶段，贯彻新发展理念，构建新发展格局，我国经济发展实现历史性飞跃，经济总量占世界经济的比重达到18.5%，提高7.2个百分点，稳居世界第二位，经济实力大幅提升，综合国力和国际影响力显著增强……强大的经济实力为维护经济安全提供了坚实保障。同时，统筹发展和安全，深入贯彻总体国家安全观，提高防范化解重大风险能力，确保粮食、能源资源、重要产业链供应链等领域安全，经济发展的安全性自主性有了明显提升。

　　当然，我们也必须清醒看到，世界百年未有之大变局加速演进，逆全球化思潮抬头，单边主义、保护主义明显上升，局部冲突和动荡频发，世界进入新的动荡变革期，我国经济发展的外部环境正发生深刻复杂变化。同时，国内发展不平衡不充分问题依然突出，科技、粮食、能源资源、产业链供应链等领域的安全与自主方面尚有一些短板弱项亟待解决，使推进高质量发展还面临不少卡点瓶颈。因此，当前和今后较长时期，必须坚定不移贯彻总体国家安全观，以经济安全为基础，持续为推动高质量发展筑牢安全屏障。

　　统筹好发展和安全

　　安全是发展的前提，发展是安全的保障。发展与安全是辩证统一的，没有发展，缺乏强大的物质基础保障，国家安全和社会稳定就无从谈起；同时，没有安全，难以实现发展的可持续性，已取得的发展成果也可能会丧失。面对当前和今后较长时期复杂严峻的国内外形势，各种“黑天鹅”“灰犀牛”事件随时可能发生，必须统筹好发展和安全两件大事，坚持发展是硬道理，发展要安全，以发展不断夯实维护国家安全和社会稳定的物质基石。

　　发展是我们党执政兴国的第一要务，是解决中国所有问题的关键。发展必须是高质量发展。坚持以经济建设为中心，加快构建新发展格局，着力推动高质量发展，推动经济实现质的有效提升和量的合理增长，保持经济持续健康发展，是统筹好发展和安全的先手棋，是巩固经济安全这一基础的重要抓手。

　　坚持以推动高质量发展为主题，要以加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局为要领，以创新驱动为第一动力，以构建高水平社会主义市场经济体制为保障，以建设现代化产业体系为支撑，以全面推进乡村振兴为重任，以促进区域协调发展为要求，以推进高水平对外开放为助力，充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，更好发挥政府作用，实现有效市场和有为政府更好结合，从而使高质量发展取得新突破。当前，需求收缩、供给冲击、预期转弱三重压力叠加，对经济运行的影响加大。面对新情况和新问题，继续高效统筹疫情防控和经济社会发展，加力落实稳经济一揽子政策和接续政策措施并持续显效，更大激发市场活力和社会创造力，积极扩大有效需求，持续巩固经济恢复向好基础，保持经济运行在合理区间，推动我国经济这艘巨轮行稳致远。如此，我国经济实力不断跃上新台阶，就能为统筹发展和安全创造有利条件，就能更有底气和力量维护国家经济安全。

　　加快补短板、强弱项

　　国际形势深刻复杂变化，我国发展进入战略机遇和风险挑战并存、不确定难预料因素增多的时期，来自外部的打压遏制随时可能升级，“卡链”“断链”风险加大。因此，要按照党的二十大决策部署，加快补短板、强弱项，提高有效应对各种风险挑战的能力，捍卫国家经济安全，为高质量发展提供有力保障。

　　加快实现高水平科技自立自强。以自主创新为根本，利用好“全国一盘棋”集中力量办大事的显著制度优势，发挥教育、科技、人才的基础性、战略性支撑作用，以国家战略需求为导向，集聚力量进行原创性引领性科技攻关，坚决打赢关键核心技术攻坚战，加快关键核心技术的突破和自我可控，降低对外技术依赖程度，尽快打破关键核心技术受制于人的局面，牢牢掌握科技创新主动权和经济发展主动权。

　　把饭碗牢牢端在自己手中。“手中有粮，心中不慌”。全面落实粮食安全党政同责，坚决守住十八亿亩耕地红线。建设国家粮食安全产业带，持续抓好高标准农田建设，加强农田水利等农业基础设施建设；深入实施种业振兴行动，加快农机农艺、良种良法等科技突破；健全种粮农民收益保障机制和主产区利益补偿机制，增强储备调控能力；推动构建多元化食物供给体系，拓展食物来源渠道。

　　确保能源资源安全。能源资源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题。坚持“以我为主”，多措并举建立和强化多元协同供应体系，增强持续稳定供应的能力；完善能源资源消费总量和强度的双向管控，全面实施能源资源节约战略，推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式；坚持先立后破，有计划分步骤实施碳达峰行动，在新能源安全可靠的替代基础上逐步退出传统能源。

　　提升产业链供应链的安全性。发挥科技创新的牵引作用，尽快解决一批“卡脖子”问题，打通堵点、补上断点、解决难点，加快提高产业链供应链现代化水平，实现产业链供应链自主可控；巩固、提供传统优势产业国际领先地位，打造高中低端协调配合的产业链供应链体系，增强产业链供应链韧性；以推动构建开放型世界经济为契机，积极推进产业链供应链国际合作，建立我国产业链供应链的国际生态圈并增强国际影响力。

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　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）