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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）

以更加昂扬姿态 在新征程展现新作为******

　　【奋进新征程 建功新时代·深入学习贯彻党的二十大精神·兰州大学】

以更加昂扬姿态 在新征程展现新作为

——兰州大学深入学习贯彻党的二十大精神

光明日报记者 宋喜群 王冰雅 光明日报通讯员 王耀辉

　　“我在现场聆听习近平总书记字字铿锵有力、句句掷地有声的报告，心潮澎湃、干劲满满。”在兰州大学天山堂C302报告厅，党的二十大代表、兰州大学党委书记马小洁以线上线下相结合的方式，为近2000名学生党员、入党积极分子宣讲党的二十大精神。

　　“要把远大理想和当前目标结合起来，每个阶段都要有一种争一流的意识，‘跳起来摘桃子’，追求卓越。”在互动环节，现场气氛热烈，马小洁对学生们提出的问题一一悉心解答。

　　党的二十大召开以来，兰州大学创新方法载体、广泛深入宣讲，全校师生研读报告、分享体会，迅速掀起深入学习宣传贯彻党的二十大精神的热潮。全校干部师生表示，将坚定信心，埋头苦干，以更加昂扬的姿态在新征程上展现新作为。

　　党的二十大代表，兰州大学党委书记、学习宣传贯彻党的二十大精神宣讲团团长马小洁为同学们宣讲党的二十大精神。兰州大学供图

　　学思践悟凝聚奋进共识

　　10月16日，中国共产党第二十次全国代表大会隆重开幕。兰州大学广大师生以线上与线下、集中与分散相结合的方式，认真收看、热烈讨论。

　　2022年，依托兰州大学建设的草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室进入首批20家试点全国重点实验室。“新时代这十年，我们从脱贫攻坚、科技发展等方面深刻感受到祖国的伟大变革。”实验室主任贺金生教授表示：“站在新起点，我们会继续在草种业‘卡脖子’问题上攻坚克难，向草原要蛋白，树立‘大食物观’，以实际行动为全方位夯实粮食安全根基贡献力量。”

　　党的二十大胜利召开后，兰州大学领导班子以上率下示范学习、各级党组织全面统筹推进学习、青年学生创新方式载体学习，形式丰富多彩，实效持续提升。学校第一时间召开党委理论学习中心组集中学习（扩大）会议、党委常委会议学习传达党的二十大精神。各学院各部门各支部各战线通过“三会一课”、主题党日、支部共建、集中研讨等多种形式，学思践悟党的二十大精神。

　　“要深刻理解坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动的要求，弘扬兰大文化、发挥特色优势，提高人才自主培养质量，以国家需求为导向推进有组织的科研，努力在‘高原’之上筑造‘高峰’，自信自强、守正创新，加快建设中国特色、世界一流大学。”党委常委会上，校领导班子成员结合工作畅谈学习党的二十大精神心得体会。

　　纪检监察机构在学习中深刻把握“全面从严治党永远在路上，党的自我革命永远在路上”的重大判断；历史文化学院西北少数民族研究中心师生在学习党的二十大报告中把握专业学术研究新方向……

　　党的二十大开幕不久，兰州大学便设立“研究阐释党的二十大精神”专项课题，组织优势研究力量对党的二十大精神进行理论性、学理性、对策性研究和阐释。校内专家学者也纷纷发声，围绕深刻领悟中国式现代化的理论意蕴、县域经济发展助推乡村振兴、绿色发展等主题不断产出理论阐释文章，挖掘党的二十大报告所蕴含的精神宝藏和智慧力量。让思想在学深悟透中统一，力量在真学真信中凝聚。

　　走深走实筑牢信仰之基

　　11月8日下午，学习贯彻党的二十大精神中央宣讲团成员、国务院发展研究中心副主任、党组成员张来明与兰大师生进行座谈交流，为大家答疑解惑。

　　2022级硕士研究生林令辉今年刚结束在陇南两当的支教工作，从乡镇到大学课堂，他始终在思考青年的责任到底是什么。座谈交流中，林令辉表示从党的二十大报告对青年的殷切期望中找到了答案：“让青春在全面建设社会主义现代化国家的火热实践中绽放绚丽之花。”

　　青年强，则国家强。一个个引发共鸣的话题和一次次真切耐心的解答，加深了兰大青年对党的二十大精神的理解和把握，引导着青年学子不断筑牢信仰之基、补足精神之钙、把稳思想之舵，进一步坚定了为全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴贡献青春力量的信心。

　　“我非常激动和骄傲。当选党的二十大代表，是使命、是责任，这是我人生最重要的时刻。”在兰州大学“党代表与青年面对面”首场报告会上，甘肃蓝天救援队理事长、队长於若飞应邀与青年学子分享参会心得，讲述奋斗故事。

　　在听了党代表的讲述后，管理学院2020级本科生、兰州大学“青马”宣讲团团长周贺馨说：“我们也要深入基层，用青年的视角讲好党的二十大精神，引导广大青年接续奋斗。”

　　为推动党的二十大精神走深、走实、走心，学校组建了校内宣讲团，党委书记、校长带头深入师生宣讲党的二十大精神。同时，第七届西部高校马克思主义论坛暨学习宣传贯彻党的二十大精神理论研讨会等活动也陆续开展。

　　理论宣讲入脑入心、专题研讨见行见效，多样化方式提升学习成效，引导广大教师做新时代“好老师”和“大先生”，积极投身国家重大战略；引导青年学生立志做有理想、敢担当、能吃苦、肯奋斗的新时代好青年。

　　深入学习党的二十大精神后，第三届全国大学生化学实验创新设计大赛总决赛特等奖获得者、第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛国赛高教主赛道金奖获得者，萃英学院2019级马科星同学说，我们要紧跟党的步伐，听党指挥，一步一个脚印，认真且努力塑造更好的自己，成长为德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。

　　奋楫笃行勇担强国使命

　　近日，兰州大学迎来令师生振奋的好消息：唐瑜教授牵头申请的国家自然科学基金创新研究群体项目“稀土功能材料”获批。“我们将持续深入学习领会党的二十大精神，坚持‘四个面向’，增强自主创新能力，明晰丰富内涵与拓展外延的工作思路，开展有组织的科研，为加快建设教育强国、科技强国、人才强国贡献力量。”团队学术骨干、优秀青年科学基金获得者席聘贤教授说。

　　作为国家战略科技力量的重要组成部分，兰州大学牢牢把握党的二十大报告对于教育、科技、人才工作的战略部署，勇担强国使命。

　　新冠肺炎疫情发生以来，兰州大学疫情预测团队将统计——动力气候预测的先进技术与流行病模型相结合，对全球新冠疫情开展了多时空尺度预测。团队负责人黄建平院士在聆听了党的二十大报告后表示备受鼓舞：“我们将发扬学科优势，做细做精预测预警，为探索出更适合经济发展、最大程度减少疫情对人民群众生活影响的防控措施贡献更多的力量。”

　　研究成果成功应用于探月工程嫦娥三号、四号、五号任务……在新时代十年中，兰州大学核科学与技术学院服务国家重大战略，持续为科技自立自强贡献硬核力量。

　　在结合党的二十大报告和学校核学科发展做专题分享交流时，长期从事放射化学与核环境、核燃料循环、核技术应用相关研究的吴王锁教授勉励师生：“我国是核大国，甘肃是我国先进核能与核技术发展的重要战略基地。作为核科教工作者，要积聚力量进行原创性引领性科技攻关，谋划推进大科学平台建设，产出重大成果。”

　　在专业课堂上，在课题组会中，奋楫笃行的兰大人正以永不懈怠的精神状态和一往无前的奋斗姿态推动党的二十大精神在实际工作中落地生根、开花结果。

　　“要坚决扛起中国式现代化事业赋予高等教育的时代责任，以高质量人才培养、高水平科学研究、高效能社会服务，为全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴贡献智慧力量。”兰州大学校长严纯华说。

　　《光明日报》（ 2022年12月20日 05版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）