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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）

赴日旅游签重新受理，日本旅游业者：“我们最想要中国游客”******

　　从1月9日起，日本驻中国大使馆和上海领馆已开始恢复赴日旅游签证受理和签发。据第一财经记者了解，目前15天短期观光签证依然无法申请，3年多次往返签也依然暂停，现在能申请的只有5年多次往返。留学签、工作签等都没有影响。

　　多年从事境外游业务的代办小熊告诉第一财经：“赴日旅游签证材料和疫情前没啥区别，但就是现在入境(日本)麻烦。”

　　与东南亚多国无差别欢迎中国游客相比，日本政府自1月8日起加强以中国入境者为对象的新冠病毒口岸管理，比如在机场落地后进行准确度更高的核酸检测或抗原定量检测、提供72小时内的核酸阴性证明、呼吁航空公司不要增加中日间航班数量等。此次新规距离日本政府去年12月30日的入境政策调整仅仅过去一周时间。

　　其实，当中国官方于2022年12月26日宣布，自1月8日起有序恢复中国公民出境旅游后，日本百货商场、药妆店、专卖店等零售行业股票均刷新2022年初以来的最高价。然而，日本入境新规则让已苦等中国游客三年的日本旅游业者左右为难。

　　日本两大旅行社行业协会之一、拥有1100家旅行社成员的日本旅行业协会(JATA)宣发部门代表桑名美保告诉第一财经，对于日本政府的新规，行业协会只能遵从，目前也无法预计新规执行的时间会有多久，“但是我们依旧在等待中国游客归来的那一天，尤其是中国团队游恢复正常后，对日本旅游业的复苏将是一针强心剂”。

中国游客有多重要

　　旅游业，已成为日本经济的支柱之一。以日本旅游局(JNTO)最看重的疫情前2019年的各项旅游数据为例，这一年，旅游业为日本国内生产总值(GDP)贡献了约7.3%。

　　中国游客，对于日本旅游业有多重要？

　　日本旅游局2019年的数据显示，当年访日外国游客人数为3188.21万人，其中，来自中国(包括香港、澳门、台湾地区)的访日游客达1677.56万人，占全体访日外国人的52.6%。其中，仅中国大陆游客当年访问日本的人数就已达959.4万人，比上一年增长14.5%，在全部访日外国人数中占比超过30%。

　　上述数据还显示，2019年访日外国人整体消费额达到创纪录的4.81万亿日元(历史汇率：1美元约合110日元汇率)，比2018年增长6.5%，连续7年创历史新高。其中，中国大陆游客的消费额达1.77万亿日元，名列第一，在访日外国人整体消费额中占比36.8%，比2018年提高2.6个百分点。

　　小熊回忆道，就中国游客赴日而言，2009年和2011年是两个特殊的年份。公开资料显示，2009年末，日本政府正式对中国游客开放个人单次赴日旅游签证；2011年末，日本政府正式对中国游客正式开放个人多次赴日旅游签证。“此后，中国游客赴日井喷式发展。”她说道。

　　尤其在2015年，由于日元贬值等因素的影响，中国游客在日本大量购物这一行动之后，不仅使得赴日中国游客的数量相比前一年暴增107.3%，更使得“爆买”一词火上了日本各大媒体。中国游客在2015年的爆发式增长，也让日本迎来了史上赴日游客数量增长最快的一年。

　　然而，疫情三年，包括中国游客在内的赴日外国游客数量断崖式下降，日本旅游业随即“速冻”。2020年，受疫情影响，访日外国游客数量跌至411.6万，2021年更是只有24.6万，不及2019年的零头。

　　位于日本爱知县蒲郡市的老牌旅店富士见庄(Fujimisou)是日本帝国数据库公司记载的首家因疫情宣布破产的中小企业。

　　创立于1956年的这家老牌旅店自2013年起，得益于激增的访日中国人，开始接待中国团队游客为主要客源，客房一直呈满员状态。然而，在2020年1月，由于疫情，很多中国团体取消了旅游计划，接连的取消预约成为了压垮这家老店的最后一根稻草。此后，日本帝国数据库不断录入因疫情破产的中小企业。其中，就行业而言，餐饮、酒店/住宿，与旅游业相关的行业位居前列；就地点而言，热门旅游目的地的东京、大阪、京都破产企业数量靠前。

　　当前人手紧缺是大问题

　　日本经济面临巨大压力，出口增长放缓可能推动日本经济在2023年陷入衰退，与此同时，日元持续贬值和通胀高企也在对日本经济产生直接的负面影响。

　　以旅游业带动经济，曾被寄予厚望。如果没有疫情，日本原本已逐步实现“观光立国”计划，即到2020年实现每年访日外国游客数量4000万人、整体消费额8万亿日元的目标。

　　如今，在前后历经七轮疫情冲击后，2022年6月起，日本以“小碎步”的节奏宣布开放国门：起初要求必须跟团；10月11日起，跟团限制被废除，持有效疫苗接种(三针)证明者前往日本之前也不再需要做核酸检测，日本旅游业全面放开。

　　此后的2个多月内，日本境内出现了越来越多的外国游客，旅游业也走上缓步复苏的轨道。日本国家旅游局发布的最新数据显示，去年11月访日外国人数量为93.45万，恢复至2019年同期的40%左右。其中，来自韩国的访日游客已经恢复至此前的六成，东南亚和欧美的游客数量也在增长。

　　这一点桑名美保也深有体会，“虽然入境的外国游客数量增长，但与2019年的数据相比其实还差很远。许多旅行社的外国游客接待量仅为2019年的一半。”

　　不过，借当前日元贬值的东风，访日游客的消费额开始增加。日本百货店协会的统计显示，虽然去年10月的免税销售额136亿日元(约合人民币7亿元)比2019年10月下降47%，但高岛屋等5家大型百货公司去年11月的免税销售额正在恢复到2019年11月的五到九成。三越伊势丹位于首都圈内的多家分店从去年11月底到12月上旬的免税销售额比2019年同期高出4%。

　　不过，在日本这波旅游业的复苏中，鲜有日本旅游业最大的海外市场中国游客的身影。“我们最想要中国游客，”一位曾多年担任中国赴日团队游的日本地接告诉第一财经，“过去三年没有中国游客的身影，我都快忘了如何接待中国游客了。”他继而表示，据观察，对中国游客依赖度较高的药妆店、家电卖场的人气还没有显著恢复。

　　桑名美保告诉第一财经，虽然日本的旅游业在缓步复苏，但面临的挑战不小，首要的就是人手不足的问题，“疫情期间很多旅游业相关企业倒闭、裁员，因此面对旺盛的入境游客，当务之急就是解决劳动力短缺的问题。”

　　据日媒早前报道，成田机场在疫情前的460多个租户中，约两成已永久关闭。在成田机场经营免税店等店铺的NAA Retailing集团负责人也期待中国内地的游客回归，他表示如果日后中国内地旅客大量增加，将聘请会说中文的工作人员。

　　金融公司“大和总研”的高级经济学家神田庆司指出，“在今年春季之前，访日游客消费额有望持续增长，但对企业来说，提高劳动生产率是当务之急。”

　　此外，桑名美保还强调，疫情后外国游客倾向于寻求附加值更高的旅游(value-added trips)，不仅仅局限于“观光”(sightseeing)，比如体验和尝试他们此前不曾了解的内容，“因此，这也是我们准备的新方向”。

　　日本首相岸田文雄希望在后疫情时代通过振兴旅游业，为疲软的日本经济注入活力。为此，岸田政府已定下目标——每年吸引5万亿日元的旅游消费，且到2030年使访日游客数量增至6000万人。但是，近日有日媒对此质疑道：在中国这个最大推动力缺席的情况下，这一目标还能实现吗？

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）