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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）

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东西问丨周剑：从北京冬奥会到卡塔尔世界杯，亚洲国家如何讲好体育故事？******

　　2022年卡塔尔世界杯开幕在即，今年全球体坛又一盛会将在亚洲呈现。体育是超越文明和国界的人类共同语言，从北京冬奥会到卡塔尔世界杯，亚洲国家如何讲好全球体育故事？卡塔尔世界杯上有哪些中国元素？大型体育赛事如何促进人类文明交流互鉴？中新社“东西问”栏目就此独家专访中国驻卡塔尔大使周剑。

视频：【东西问】周剑：从北京冬奥会到卡塔尔世界杯，亚洲国家如何讲好体育故事？来源：中国新闻网

　　现将访谈实录摘要如下：

　　卡塔尔世界杯“中国元素”极为突出

　　中新社记者：2022年卡塔尔世界杯是全世界球迷的盛大节日，您如何看待本次世界杯和其中体现的中国元素？

　　周剑：卡塔尔世界杯上的中国元素和中国贡献极为突出。中国铁建承建的卢赛尔体育场成为卡塔尔地标性建筑，中国电建承建的太阳能光伏项目为世界杯源源不断地输送绿色能源，1500台宇通新能源客车为各国球迷提供高效绿色通行。产自中国的足球周边、饰品、纪念品装点了大街小巷，给卡塔尔披上一身节日盛装。

　　引人注目的是，两只可爱的大熊猫在世界杯前抵达，成为增进中卡友谊的使者。可以说，中国元素为卡塔尔世界杯作出了重要贡献，加深了中卡两国人民之间的友谊，夯实了两国合作的民意基础，为中卡关系大发展提供了强劲动力。

旅客在哈马德国际机场内的2022年世界杯纪念品商店中挑选纪念品。崔楠摄

　　中新社记者：中卡体育领域交流合作已久，今年初卡塔尔埃米尔(国家元首)塔米姆来华出席北京冬奥会开幕式，表示愿同中方加强体育等人文领域合作。中卡两国有何共通的体育基因？依托“后冬奥”合作和本届杯赛，两国还能在哪些方面开展合作？

　　周剑：体育交流是中卡合作的重要组成部分，两国人民都热爱运动，两国都积极承办大型体育赛事，具有开展体育合作广泛而坚实的基础。

　　面对一些势力对北京冬奥会和卡塔尔世界杯的攻击抹黑，中卡两国相互支持、相互声援。今后我们也将共同反对体育领域的“有色眼镜”和双重标准，将体育无国界的精神发扬光大。

卡塔尔世界杯倒计时广场上，各参赛国国旗迎风飘扬。富田摄

　　明年亚运会将在中国杭州举行，2030年亚运会也将落户卡塔尔，相信今后我们还将继续举办更多重大体育赛事，双方可在赛事申办、组织、筹备、安保、宣传等领域加强相互支持与合作。

　　双方还可在人员互访、运动员培训、产业运作等领域加强交流合作。许多中国籍乒乓球教练在卡塔尔国家队执教，为卡乒乓球事业发展作出积极贡献。卡塔尔在足球青训、球员归化、国家队建设、联赛运营等方面有许多成功经验和独特做法，中方愿在足球领域同卡塔尔开展交流合作。

卡塔尔多哈，世界杯部分执法裁判在卡塔尔体育俱乐部进行赛前模拟执法训练，三名中国裁判马宁、曹奕、施翔在训练后与FIFA工作人员沟通。崔楠摄

　　体坛进入“亚洲时刻”，要展现亚洲风采

　　中新社记者：这是男足世界杯史上第二次来到亚洲国家，让世界更加了解这颗“波斯湾明珠”。除赛事外，本届世界杯独特文化也引人关注。如何看待世界杯等大型体育赛事在文明互鉴方面扮演的角色？您希望中国球迷体验到一届什么样的足球世界杯？

　　周剑：体育是超越文明和国界的人类共同语言，把来自五湖四海的人们汇聚到团结的旗帜下，为着共同的目标不懈奋斗。大型体育赛事是人类追求自我超越的竞技场，是不同国家民族展现自身文化的大舞台，也是各国人民民心相通最直接、最广泛、最富有激情的媒介。

　　通过参与一届大型体育赛事，我们不仅能体会竞技体育之美，也能了解一条发展道路，欣赏一种文明形态，品味一种生活方式，分享一份真情实感，更加深刻地感悟尊重与交流的价值，这正是文明交流互鉴的应有之义。

　　今年初，在中国和国际社会的共同努力下，北京冬奥会、冬残奥会取得圆满成功，促进了不同文明交流互鉴。卡塔尔世界杯也将盛大开幕。我相信，北京冬奥会和卡塔尔世界杯的成功不仅是体育的胜利，更是团结的胜利，将为消除隔阂和误解、促进民心相知相通发挥重要作用，为动荡不安的世界擎起团结与合作的火炬。

　　我也希望中国球迷通过本届世界杯，了解历史悠久的阿拉伯文明，感受海湾地区的独特地理风貌和风土人情，以及自由奔放的阿拉伯足球风格。

球迷在卡塔尔世界杯倒计时广场上参观游览。富田摄

　　中新社记者：北京冬奥会和卡塔尔世界杯作为今年世界体坛两次盛会，均由亚洲国家主办。您认为面向世界，亚洲国家如何共同讲好体育故事？

　　周剑：近年来越来越多重量级体育赛事在亚洲举办，世界体坛进入“亚洲时刻”，这反映出亚洲正在成为发展与合作的高地，以更加昂扬自信的姿态向世界发出亚洲声音。亚洲国家要以世界杯、亚运会等大型体育赛事为契机，积极讲好亚洲故事，展现亚洲风采。

　　我们要讲好亚洲热爱和平的故事。亚洲文明素有以和为贵的传统，我们将以体育为契机，增进友谊、消除隔阂，坚持各国和睦相处、真诚相待，支持彼此探索符合自身国情的发展道路，坚决反对霸权主义和霸凌行径，守护好我们共同的家园。

　　我们要讲好亚洲携手发展的故事。亚洲复兴繁荣的洪流正奔涌而出，我们将以体育为平台，坚持开放包容，锚定发展振兴，加强互利合作，共享发展机遇，共同反对“脱钩断链”，促进经济融合发展，让亚洲人民过上更加幸福的好日子。

　　我们要讲好亚洲包容相亲的故事。亚洲是人类文明的重要发祥地，我们要以体育为桥梁，加强包容互鉴，弘扬亚洲价值观，反对将体育问题政治化，反对以意识形态划线制造分裂对抗，反对对非西方文明的歪曲和抹黑，共同创造亚洲文明和世界文明的美好未来。

一名女孩展示在手背上绘制的大熊猫。11月17日，在世界杯开赛前夕，首对中国赴卡塔尔大熊猫“京京”与“四海”正式与当地民众见面。富田摄

　　卡塔尔收到“大礼”，大熊猫“驻外”适应得很好

　　中新社记者：本届世界杯决赛场地卢赛尔体育场由中国企业建造，这座场馆何以成为“中国建造”的一张海外名片？

　　周剑：卢赛尔体育场大放异彩，成为“中国建造”在卡塔尔乃至中东地区的标志性项目。

　　卢赛尔体育场将举办本届世界杯的决赛和闭幕式等重大活动，见证捧起大力神杯的历史性时刻。可以说，它是卡塔尔世界杯最重要的场馆，是卡塔尔的“鸟巢”，其顺利竣工是中国为卡塔尔世界杯献上的“中国大礼”，彰显了中国对世界杯成功举办的坚定支持。

2022卡塔尔世界杯卢塞尔体育场外景。富田摄

　　承建卢赛尔体育场是中国企业首次以总承包身份参与世界杯体育场建设，实现了高水平设计和高质量建设的完美融合，是中卡务实合作中份量最重、规模最大、标准最高的项目，为两国高质量共建“一带一路”树立了典范。

　　卢赛尔体育场去年就登上了新发行的10卡塔尔里亚尔纸币。此外，卡塔尔中央银行11月9日推出卡塔尔世界杯特别版纪念钞，卢赛尔体育场再次登上这套货币，足以显示卡塔尔对卢赛尔体育场的高度认可。

卡塔尔货币里亚尔上，印有2022卡塔尔世界杯卢塞尔体育场外景。富田摄

　　中新社记者：卡塔尔世界杯开幕前，两只大熊猫“京京”和“四海”抵达多哈。中卡大熊猫合作研究有何特殊意义？“京京”和“四海”“驻外”的日子过得怎么样，能否分享一些趣事？

　　周剑：两只可爱的大熊猫已于10月19日抵达多哈，这是中卡关系史上的标志性事件。中卡大熊猫合作研究是习近平主席与塔米姆埃米尔达成的重要共识，也是海湾地区首个此类合作项目，展现了两国元首对中卡关系的高度重视。

　　大熊猫是中国国宝，抵卡之际正值卡塔尔世界杯举办前夕，承载着中国人民对世界杯的美好祝福，为世界杯成功举办增添了中国元素。大熊猫的到来必将加深两国人民的真挚情谊，成为中卡友谊新标识。

　　据我所知，它们适应得很好。“京京”性格偏外向，已经完全适应了新环境。“四海”性格偏内向，适应程度也已达到80%至90%。完成21天的隔离检疫之后，两只熊猫已于11月9日开始到外展厅适应环境，有了更大的活动空间。“京京”特别喜欢新家的水池，“四海”喜欢新家的大树。

　　有趣的是，它们虽然已经“驻外”了，但却还是只认四川口音。饲养员用普通话叫它们的名字，它们不理不睬，而用四川乡音一声呼叫，就听话地跑过来。卡塔尔工作人员在照顾好熊猫饮食起居的同时，还在努力学习四川话。我想，这也是大熊猫促进两国文化交流的佐证之一。

11月17日，在世界杯开赛前夕，首对中国赴卡塔尔大熊猫“京京”与“四海”正式与当地民众见面。富田摄

　　中卡要做民心相通的好榜样

　　中新社记者：明年中国和卡塔尔将迎来建交35周年，双方应如何深化共建“一带一路”与“2030国家愿景”对接，为两国人民带来更多福祉？中卡共建命运共同体，对地区和全球有何意义？

　　周剑：未来五年是中国全面建设社会主义现代化国家开局起步的关键时期，也是卡塔尔推动实现“2030国家愿景”的重要阶段。我们要以明年中卡建交35周年为契机，推动中卡关系开启新征程、再上新台阶。

　　我们要做相互信任、相互支持的好兄弟。政治互信始终是中卡战略伙伴关系的鲜明底色。我们要在涉及彼此核心利益问题上相互支持，支持彼此自主探索符合本国国情的发展道路，维护发展中国家共同利益。

　　我们要做互利共赢、共同发展的好伙伴。中卡产业资源互补、发展理念相近、利益融合紧密，我们要加快全球发展倡议在卡塔尔落地，构筑长期稳定的中卡能源伙伴关系，鼓励更多中国企业赴卡投资兴业，欢迎卡方加大对华投资。

　　我们要做包容互鉴、民心相通的好榜样。中方愿同卡方共同努力，扩大文化、教育、旅游等领域合作，为中卡文化合作打造新平台。反对“文明优越论”和“文明冲突论”，共同为构建人类命运共同体不懈努力。

　　我相信，中卡共建命运共同体必将为饱受战火袭扰的中东地区和动荡变革的世界注入更多稳定性和正能量，必将鼓舞国际社会携手为人类和平与发展的崇高事业作出新的贡献。

　　受访者简介：

　　周剑，1968年生，河南固始人，中国人民大学历史系世界近现代史专业硕士。1995年进入外交部工作，先后担任外交部亚洲司科员、三秘，中国驻新加坡共和国大使馆三秘、二秘，外交部政策研究室二秘、副处长，外交部政策规划司参赞兼处长，中共中央办公厅调研室副巡视员，外交部政策规划司副司长，2019年7月起担任中华人民共和国驻卡塔尔国特命全权大使。

　　(中新社微信公众号中新社记者：邢翀)

　　（文图：赵筱尘巫邓炎）

[责编：天天中]

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