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）

新时代好青年如何闪亮青春******

　　作者：姚文杰、冯秀军（中央财经大学马克思主义学院）

　　时代各有不同，青春一脉相承，无奋斗，不青春。新时代呼唤何种青春奋斗，新时代青年的奋斗又该如何开启？习近平总书记在党的二十大报告中对广大青年“立志做有理想、敢担当、能吃苦、肯奋斗的新时代好青年”的寄语，蕴藏着新时代青年奋斗的内驱力。

　　“有理想”昭示奋斗目标。激发新时代青年奋斗，要回答“为什么而奋斗”的问题。目标是奋斗必不可少的内核。奋斗就像踮起脚尖去摘果实，如果是在一棵看不见果实的树下盲跳，自然易生犹疑之心，出现躺平念头。当然，现实生活有很多外在压力，即使没有目标，人也无法轻易躺平。但不躺平，还可能走进另一种困境，那就是内卷。内卷和奋斗不是一回事，内卷往往是盲目的，因为没有目标，只能盯着别人，即使卷赢了，其中也有太多低效的、无意义的消耗。因此奋斗必须知道“为什么”，才能摆脱无方向的内卷，战胜无动力的躺平。并非任何一种目标都能给奋斗指明方向、注入动力。几年前，大学生中出现了一种“空心病”现象。从他们的剖白看，他们并不缺少目标，但仍因不知道何为人生的意义、奋斗的价值而苦闷迷茫。能够作答人生之问、价值之问的不是具体目标本身，而是昭示目标的理想。目标可以着眼于具体和眼下，切实可行才会不断给人正向反馈；而理想要远大，理想是为人生定向的，不远大不足以使人看到方向，如同夜间行路，太近的灯光只能照亮眼前，给不了一个人向何处去的答案。青春蕴含强大的拼搏能量，青年不能只看到一角四方的天空，而是要放眼天下，用脚步丈量祖国大地，用眼睛发现中国精神，用耳朵倾听人民呼声，用内心感应时代脉搏。习近平总书记在纪念五四运动100周年大会上号召广大青年：“让青春在为祖国、为人民、为民族、为人类的奉献中焕发出更加绚丽的光彩。”面向未来，走好新时代的长征路，新时代青年要做强国栋梁，坚定理想信念、矢志拼搏奋斗。

　　“敢担当”拓展奋斗光谱。激发新时代青年奋斗，要从“为谁而奋斗”中寻找答案。如果只讲个人奋斗，就会变成“精致的利己主义者”。精致利己，顾名思义即一切奋斗只是为了达成自己的私利。尽管实现每个人的幸福是人类奋斗的终极目的，但个人的幸福却无法仅凭只为自己的奋斗达成，它倚赖每个人奋斗力量的汇聚。翻开中国近代史，为何布满深重苦难？“四万万中国人，一盘散沙而已”。中国共产党成立后，何以能在百年间使中国改天换地？因为它以民族复兴的担当，引领并将全体人民的奋斗组织了起来。今天，我们比历史上任何时期都更接近、更有信心和能力实现中华民族伟大复兴的目标，但同时，我国改革发展稳定面临不少深层次矛盾躲不开、绕不过，国际形势严峻复杂，来自外部的打压遏制随时可能升级。面对风高浪急甚至惊涛骇浪的重大考验，唯有担当起党和人民赋予的历史重任，方能在激扬青春、开拓人生、奉献社会的进程中书写无愧于时代的壮丽篇章。“敢担当”并非个人的单向付出，而是一种双向奔赴。担当使个人与国家、时代产生命运与共的联结，当一个人融入了一群人，一群人又会托举起一个人。

　　“能吃苦”锤炼奋斗韧性。激发新时代青年，要对“如何奋斗”做出解答。奋斗就要准备好与困难短兵相接，若意志力薄弱、生性懒惰都难以克服，何谈战胜挫折？今天，不少人在奋斗之路上处于一种“仰卧起坐”的状态，在卷和躺之间反复横跳。如果“躺下是为了更好地出发”，那么这样的躺下无可厚非。但如果演变为“遇挫即躺”的惯性，就会削弱韧劲，使原本不强的意志更加脆弱。这样的青年，改变自己的命运都不可能实现，遑论报效祖国、担当民族复兴之大任？如何锤炼奋斗意志，增强面对困难时的韧劲？没有谁生来就比别人意志更坚定，吃过苦才会不怕苦，克服困难一次，才会更有勇气迎战下一次。习近平总书记在河南安阳林州市红旗渠纪念馆考察时强调，年轻一代要继承和发扬吃苦耐劳、自力更生、艰苦奋斗的精神，摒弃骄娇二气，像我们的父辈一样把青春热血镌刻在历史的丰碑上。

　　“青奋斗”吹响青春号角。奋斗是艰辛的，每一代青年的奋斗都不容易。今天的年轻人，并非不能吃苦。武汉疫情，新时代青年白衣为甲、逆行出征。郑州暴雨，新时代青年筑起人肉防洪墙，与洪水较量。北京冬奥，新时代青年顶着刺骨的冷在雪地轮班值守。重庆山火，新时代青年在50度的体感高温里运送物资。一旦青年心中的使命感在关键时刻被唤醒，就会激发出冲锋的勇气和豪情。但日常生活、工作多数时刻平淡无奇，相比于豪情万丈的冲锋和突击，更需要久久为功坚守、默默耕耘奉献，更需要一个人的毅力、耐力和定力。

　　今天，新时代青年的人生之旅已经同国家的复兴之路一起，铺展在实现第二个百年奋斗目标的新征程中。习近平总书记在中国人民大学考察时强调，希望全国广大青年牢记党的教诲，立志民族复兴，不负韶华，不负时代，不负人民，在青春的赛道上奋力奔跑，争取跑出当代青年的最好成绩。面对前无古人的伟大事业，广大青年要以“有理想”远眺前路，以“敢担当”拓宽天地，以“能吃苦”披荆斩棘，在奋斗中与祖国同行，以有理想、敢担当、能吃苦的奋斗，成就闪耀的青春。

　　（本文系北京市习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心重大项目[19LLZD08]成果）