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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）

沪政协委员吁实现最大化赋能 优化留学归国人才服务政策******

　　中新网上海1月10日电 (记者 许婧)受疫情常态化影响，越来越多的意向留学人群倾向毕业后回国就业。上海如何进一步让留学归国人才更好发挥独特优势，提升城市核心竞争力与软实力，建成国际化人才高地？正在此间召开的2023年上海两会上，政协委员们纷纷建言献策。

　　作为中国开埠最早的城市以及目前最大和最发达的城市，上海一直以来都是引才聚资的前沿，对全球高端人才具有强劲吸引力。上海也一直致力于构筑人才战略优势、建设高水平人才高地，鼓励和支持留学人员来沪就业、创业。

　　上海市人社局相关数据显示，去年6月份留学人员落户新政出台以来，通过直接落户政策引进留学人员已超过3万人。目前，来沪工作和创业的留学人员累计达27万余人。

　　海外高端人才大规模流入带来了巨大效益，为上海科技进步与经济发展注入了强大动力。近年来，海外高端人才引领上海经济社会发展的效应更为明显。他们带来了先进的学术思想，促进了科研管理及理念的国际化，提升了上海的软实力。

　　不过，留学归国人才来沪发展仍有一些突出诉求目前没有得到解决。

　　上海市政协委员、致公党上海市委副主委张文明受访时说，结合全市中心工作，致公党上海市委开展专项重点课题研究，汇聚高校、政府侨务部门、留学社会组织、上海市欧美同学会等不同涉侨、涉留学归国人员部门的智慧，通过大量数据分析和再分析，对在沪留学归国人才的生存状况、人才贡献情况、人才发展面临的问题等进行了深入分析。

　　张文明介绍，致公党上海市委在调研中发现，目前上海留学归国人才对拓宽信息渠道仍有突出需求。回国、来沪求职、创业的过程中，海归仍或多或少受到获取信息渠道不畅、创业资源对接不顺的钳制，强关系网络和非正式关系仍在求职创业过程中发挥着重要作用。

　　同时，海归也表达了需进一步加大多种扶持力度的期待。“围绕海归人才就业、尤其是创业过程中最关注的人才服务、税收租金减免等问题，制定相应的解决方案，用足政策、强化支撑，也是紧迫的重要诉求之一。”

　　在对上海的人才政策和方略进行评估后，致公党上海市委提出了进一步优化上海留学归国人才服务政策的建议。

　　“留学归国人员渴望有更加优化的服务体系。‘互联网+政务服务’的提出和发展已为企业办事提供了相当的便利，但对海归人才创业过程的新问题、新诉求，政府也需不断优化公共服务体系和鼓励发展市场化服务功能，为海归创业企业和创新项目实现最大化赋能。”张文明说。

　　曾在日本留学10 年的张文明是在2005 年毕业之际选择回到祖国工作。他结合自身经历谈到，人才引进政策从早期的填补空白到如今涉及高端人才，其实应该向有实际工作经验的人才倾斜，加大对这类人才的引进力度；在未来的人才支持方面，应尽可能向科研成果转化方面倾斜，要注重相关研究成果的实用性评估，集中力量支持那些解决具体问题的人才发展。

　　此外，应重视引进人才团队建设，对海外应届博士生的引进建议尽可能在既有研究团队基础上引进，这样可以发挥海归人才的专业优势，有助于引进的高端人才在相关领域延续所学，继续作出贡献；还应大力支持关键制造业方面方面的人才，特别是应建立针对创业型人才评价的体系，并以此作为进一步支持的依据。

　　“我们研究发现留学归国人才正在呈从中心城区向周边城区扩散的趋势，这是对于上海市发挥各具特色城区资源具有积极的导向作用。因此，我们建议结合五大新城建设，进一步出台相关政策吸引留学归国人才积极参与五大新城建设，提升五大新城的竞争力和整体发展水平。”张文明说。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）