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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）

非遗点亮“老家河南”******

　　河南是文化和旅游部非物质文化遗产司确定的“非遗助力乡村振兴”试点省份。今年8月，河南省文化和旅游厅公布鹤壁市、栾川县、宝丰县、长垣市、辉县市、温县、林州市、信阳浉河区8个市（县、区）为河南省首批“非遗助力乡村振兴”试点地区，支持其开展试点工作，试点期限为1年。几个月来，这些试点地区围绕非遗赋能乡村振兴，在“非遗进景区”“非遗进民宿”、非遗研学旅游基地建设、非遗主题旅游线路打造等方面下功夫，探索“非遗+旅游”发展新路径。

河南浚县的“声声不息”泥咕咕创意空间

　　非遗工坊带动农民就业增收

　　“栾川豆腐制作技艺”张盘豆腐作坊、“二十四节气”隐心谷民俗园、“传统小木作技艺”鸡冠洞小木作传习所、“豫西民居营造技艺”大王庙及石门土屋、重渡沟民俗一条街、寨沟豆腐宴、“走马灯”非遗研学基地……在河南栾川县，依托非遗项目成立的非遗工坊，带动当地300余户就业，线上线下创造产值2500余万元。

　　2021年至2022年，栾川县克服疫情影响，在重渡沟景区先后建成“纺织院”“土陶坊”“醋坊”“竹编坊”等富有非遗特色的民宿小院14家，创造产值260余万元，为栾川乡村振兴增添文化元素。

　　河南省文化和旅游厅非遗处处长于洁介绍，近年来，河南全力推动非遗工坊建设。据统计，河南现有非遗工坊（含非遗扶贫工坊）156个，原国家级贫困县域内非遗工坊97个，44个工坊被纳入巩固脱贫攻坚成果和乡村振兴项目库，非遗工坊直接带动4330余户、1.2万余人脱贫。

　　除此之外，河南还抓好非遗工坊产品营销推广。面向全省非遗工坊征集工坊产品信息，共有洧川豆腐、莫家酱菜等150余种非遗产品进入河南非遗工坊产品目录库。2022年“文化和自然遗产日”期间，河南以工坊产品为重点，开展丰富多彩的非遗购物节活动，全省600多个非遗商家参与活动，涵盖衣、食、住、行多个方面，共同推介河南非遗好物。其中，非遗工坊和老字号213个，占比36%；上线项目总数387个，占比65%；线上销售768万元，线下销售2072万元，总计2791万元。

　　“非遗点亮计划”推动在地文化融入

　　河南是非遗资源大省，截至目前，河南省拥有人类非物质文化遗产代表作名录项目4个，国家级非遗代表性项目125个、省级非遗代表性项目1030个。

　　自2021年起，河南省文化和旅游厅与全国大学生乡村振兴创意大赛合作，实施黄河非遗点亮“老家河南”计划，先后开展了首届全国大学生乡村振兴创意大赛、青年乡村营造行动。借助优质团队和创意导师力量，挖掘非遗故事、建设非遗空间、打造非遗文创，探索出一条“政府搭台、高校赋能、企业助力、乡村重塑、传承人参与”的非遗振兴乡村新路径。

　　从2022年2月起，河南继续深化实践，变“赛”为“营”，创新开展黄河非遗点亮“老家河南”青年乡村营造行动。在全省遴选出栾川县重渡沟景区、辉县市郭亮村、浚县古城等9个营地，汇聚高校专家、青年设计师、业界人士与大学生等多方智力，全方位激活乡村文化动能。7月，河南相继举办了出征仪式、开营仪式和营长沙龙，共邀约国内外40个优质团队，通过陪伴式在地乡建、非遗乡创等路径，将黄河非遗元素植入空间打造和文创设计中。

　　以国家级非遗项目浚县泥咕咕为例，河南师范大学“古鸠泥作”项目成员们受泥咕咕的启发，设计出“泥小妮”IP形象。“泥小妮”是个泥塑的小姑娘，她头戴小鸟泥咕咕造型帽子，怀抱小鸟泥咕咕，萌态十足。后来还衍生出航天员、花木兰形象的“泥小妮”，很受公众欢迎。

　　“目前50个空间项目、40个文创项目牵手各地特色非遗，预计2023年1月可以收获成果。”全国大学生乡村振兴创意大赛秘书处副秘书长、浙江财经大学中国乡村振兴研究院副院长刘亚辉说。

　　“非遗+X”促进文旅深度融合

　　在红旗渠精神的发祥地林州市，乘着全域旅游的东风，各镇各村积极利用非遗资源，以文塑旅，以旅彰文，形成了一批乡村非遗旅游新模式。石板岩高家台村积极打造集休闲、游览、体验、购物为一体的乡土民情旅游目的地，吸引了全国各地游客和美院师生游览、写生，年接待游客超过20万人次。东姚镇每年春节举办社火表演活动，吸引周边群众前去观看，促进了节日经济发展。横水镇马店灯会每年春节期间举办，是集赏灯、转灯、庙会、文艺汇演等为一体的民间活动。

　　在信阳市浉河区，当地将董家河汪家拳传习所、董家河民歌基地、浉河港文新茶村、土门周肖同茗等非遗基地串珠连线，在旅游中布局连线非遗场馆，打造精品非遗旅游线路；在鸡公山、南湾湖、五曲峡、文新茶村、何家寨、郝家冲等景区，植入信阳民歌、茶艺、太极拳等10余项非遗，探索沉浸式非遗演艺。

　　据介绍，下一步，河南将继续深度整合自然资源和人文资源优势，在加强非遗保护的基础上，推动非遗工坊、“非遗进民宿”“非遗进景区”“非遗进购物店”建设，同时与传统村落、传统街区保护相结合，打造“非遗小镇”“非遗街区”“乡村康养旅游示范村”等具有明显非遗IP属性的消费集聚区和特色村镇，依托非遗场馆和非遗项目探索开展研学旅游，打造“望得见山、看得见水、记得住乡愁”的文化旅游目的地和文化旅游产品，推动非遗助力乡村振兴工作再上新台阶。（本报驻河南记者 张莹莹 文/图）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）