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甘肃肃州种业“新事”：5G无人驾驶作业 种子有了“身份证”******

　　1月上旬，甘肃酒泉市肃州区国家现代种业产业园内，科研人员进行种子实验。李建平 摄

　　(新春走基层)甘肃肃州种业“新事”：5G无人驾驶作业 种子有了“身份证”

　　中新网兰州1月11日电 (闫姣 刘潇田鹏鹤)作为以蔬菜花卉制种产业为主的“国字号”产业园，位于甘肃酒泉市的肃州区国家现代种业产业园随处可见“肃州种子播种全球”的标语。该产业园管理办公室主任芦克明解释这种“底气”时说，肃州种子占据全国市场的一半以上，并销往全球数十个国家和地区。

　　肃州土壤肥沃，光照充足、气候干燥，昼夜温差大、天然隔离条件好，是全球公认的最具优势的农作物制种区之一，被誉为“天然的种子繁育场和种子生产黄金带”。从专注于为国外作物制种，到如今拥有自主知识产权品种，40余年来，肃州种业不断与时偕行。

　　有多年农机产品生产经验的酒泉奥凯种子机械有限公司，见证了肃州种业的发展。企业技术中心主任付秋峰1月上旬接受中新网记者采访时称，企业由生产种子加工机械的“小铁匠铺”起步，到如今成为业界“领头羊”，目前已布局种子全产业链，“我在很多文献中看到，肃州区种业也经历了由小到大的发展过程。”

　　肃州区“老牌”企业奥凯种子机械有限公司陈列展示各类种子。闫姣 摄

　　“每条加工线每小时的种子加工量为10吨，正在往每小时15吨发展。”付秋峰说，以前种子加工手段落后，效率、规模都提不上去，这几年在自动化方面进步很快，新近研发的5G无人驾驶抽雄机，再次延长了制种业的产业链。

　　据该企业下属田间育种装备制造公司经理侯景僖介绍，无人导航抽雄机主要用于杂交制种玉米的去雄作业，以获得最优质杂交玉米种子，通过提前设置程序，规划路径，自动完成田间作业，“以前进口设备进价高，且有些水土不服，需要人工一颗一颗抽取玉米雄穗，劳动强度大。我们研发这款产品后，一天能代替近300人工。”

　　如今，酒泉市已有200多家登记注册种子生产企业，已建成种子生产基地50多万亩，参与制种农户7.2万多户，先后培育了玉米、花卉和蔬菜种子品牌20多个，审定、登记各类农作物品种1000多个，制种成了当地的“金字招牌”。

　　制种为当地带来“名声”的同时，也引来了投资，敦煌种业先锋良种有限公司就是一家中外合资企业。中新网记者走访该公司生产车间时看到，各个生产线有蓝色、粉色、红色、紫色的玉米种子在生产线上传送，每个包装袋上都有二维码，是该产品的“身份证”，便于消费者识别产品真伪。

　　该企业后段加工负责人闫常斌说，目前生产车间在售的有26个品种，而且每年还有新研发的产品，“单粒播种由我们公司首先提出，而且在售产品的核心竞争力在于所有质量指标在行业领先，高于国家标准。根据客户不同需求和病虫害的影响，我们有不同配方。”

图为肃州区应用于种子制造业的5G无人驾驶抽雄机。李建平 摄

　　酒泉蓝翔园艺副总经理郭海辉称，企业主要以花卉种子加工生产为主，而且自建了种质资源库，种质资源达到3200份，在2020年通过了国家级评审，“后期也会通过引种，来增加存放的草本花卉种质资源。”

　　目前，酒泉正以国家级现代种业产业园为引领，构建研发繁育、种植加工、检验检测、机械制造、流通服务于一体的现代种业全产业链，致力于打造国家级玉米种子基地和世界级蔬菜花卉种子基地。

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）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）