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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）

“伴侣病了”成为一场对夫妻关系的考验******

　　最近，社交平台上的风向，从朋友圈分享“自己阳了的体验”，到关注“阳康”之后的知识科普，还有分享“阳了之后，伴侣的反应和行为”，也令大家思考亲密关系和“阳康”之后的人生感悟。“伴侣阳了”“家庭成员阳了”成为一场对关系的考验，从各个角度考察两个人是否是合适的伴侣，家人能否一起处理好琐碎的日常、承担生活的重压。中国心理卫生协会会员、国家二级心理咨询师张燕也通过亲身感受，与记者分享阳前、阳中、阳后的心理解读与感悟。

　　扬子晚报/紫牛新闻记者 张楠

　　“阳”之前，有人焦虑有人窃喜

　　阳之前的心理表现因人而异，有人出现“幻阳”焦虑，也有人产生自认“天选之子”的窃喜。

　　“开玩笑说自己是‘天选打工人’，别人都阳了，自己就是被留下来给全家人做饭的，或者被选中在单位干活的。这种调侃背后的心理，有一种在竞争环境中被特殊照顾、被优待的感觉。”张燕表示，也有不少人出现了焦虑心态，比如一直注重身材的人突然出现暴饮暴食，认为有正当理由让自己好好吃、好好睡了，但其实内心并没有“放开”，可能吃完之后就后悔了，这些都是阳之前出现的焦虑心态。

　　得了“哎呀株”的男同胞，更好命？

　　许多人对这样的段子深有共鸣——高烧40摄氏度的妻子仍戴着口罩在厨房烧饭，39摄氏度的娃活蹦乱跳，中的怕不是“跳舞株”之类，烧到38摄氏度的老公躺在床上“哎呀”声不断，感觉病得不轻。张燕表示，至于阳中的心理表现，许多人在朋友圈晒温度，引来许多朋友的关注，“卖惨”也是一种心理需要，被关注的感觉还不错。“大家调侃男同胞好像对病痛的耐受能力要弱一些，当身体出现状况时，对身边人会更苛刻，尤其是夫妻之间，觉得她不把自己放在心上，只顾着看手机。生病最脆弱的时候，看谁都不舒服。病人都有怀疑和否定的想法，产生没有人帮我，无助无望的情绪，更糟糕的想法都会产生，也很正常。这时候特别需要被看见、被照顾，像个婴儿一样。”

　　很多人阳了之后不会向伴侣寻求安慰和关怀，而是等待对方主动询问自己需要什么。如果对方无法“猜中”自己的心思，给不了满意的回应和照顾，就会失望，累积的怨念上升为对伴侣的不满和对关系的怀疑。这十分考验有没有在关系中建立起足够的安全感，是否缺乏对对方的信任。

　　生病和照顾病人不是一件单一的任务。这个场景下包含着很多问题的碰撞：两个人看待家务的态度，对疾病和政策的看法，处理突发问题的方式等等。重点还是要看是否有协调、求同存异的可能。

　　历经疼痛、怀疑、否定、无助、无望等种种复杂心理情绪，人们也由此对人生进行重新思考。张燕表示，其实人们一辈子都有被关爱的情感需求，需要家人对我们关爱照顾，结婚后移情，对父母的需要寄托在另外一半身上。但你会发现，夫妻相处，跟爸妈对自己的爱，还是有差别。有时候不会为对方委曲求全，也会招致怀疑，他爱我吗？这都是两性关系磨合中的正常阶段，每个人都会经历。”所以，面对新冠的考验，这时候对一个人好，往往更容易链接其情感。夫妻之间不妨利用危机，更好地表达情感，共患难和经历挫折，让情感更进一步。”

　　积极思考“生命的合作”

　　随着朋友圈陆续“转阴”，张燕认为，生活是变化的，大家要适应变化做好准备，迎接挑战。“我们会发现，关系和陪伴对我们来说无比重要。人生到底什么最重要，只有在最关键时刻，才能知道。平时我们马不停蹄工作，并创造价值，但在创造价值的同时，也不要忽略，更多安慰和陪伴家人，或许会带来幸福感和安全感。”

　　张燕说，“我们也充分意识到，生命需要合作，无论你是什么状态，都需要身边有人在，比如亲人，爱人，朋友。毕竟一个人的时间和精力有限，需要有同盟的人，需要与被需要，共同存在。在人际关系中，做好这一点，才能游刃有余。”因此，她建议，照顾好身边的人，提供服务和表达需要的事情，才能增进彼此感情。

　　另外，生活中有许多不确定性，我们努力的这个过程，可以扩大我们的生命质量。不妨多做一些可以让自己舒服，让身边的人开心的事情。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）