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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）

“孩子喊父母回家” 鼓励返乡就业除了亲情牌还有哪些招******

　　紧紧抓住乡村振兴和共同富裕等国家战略，充分利用好各类政策红利，为返乡就业创业提供全面支持

　　据报道，今年春节，江西赣州多地继续推进“孩子喊父母回家上班”行动，增强父母对家庭教育主体责任的意识，动员留守儿童家长返回家乡就业创业，陪伴孩子健康成长。赣州市崇义县妇联表示，将通过加大宣传力度、组织举办活动等方式，切实为有求职需求的妇女群众搭建就业咨询平台、提供就业咨询服务，促进更多劳动力在家门口就业。

　　我国经济发展的主战场在城市特别是大城市，大量农村地区的剩余劳动力背井离乡，到城市就业打拼，一般只有春节期间才会返乡一次。这样一种城乡二元结构导致留守儿童和留守老人的照料问题凸显。留守儿童得不到父母更多的关爱，加之隔代教育的弊端，并不利于孩子身心健康和全面发展。

　　如果能够吸引父母返乡就业创业，在家门口上班，并实现家庭团圆，将会从根本上解决农村留守儿童和留守老人的照料问题。

　　但冰冻三尺非一日之寒，如果没有创新性的举措，可能很难真正让外出务工人员愿意返乡就业。就此而言，赣州市的做法值得肯定，但除了打“亲情牌”，地方政府还应出台更有针对性和有效性的政策措施，真正促进更多劳动力在家门口就业。

　　笔者曾到部分乡村地区调研发现，农村地区主要是留守老人和儿童居多，青壮年劳动力多数外出务工。虽然农村地区的教育、医疗等方面的基础设施和公共服务都在加快完善，但是青壮年返乡创业就业的比例仍然偏低。不少打工家庭还将子女迁出农村，到城市和县城上学。

　　之所以人们舍近求远地外出务工，归根到底还是农村本地的就业机会乏善可陈，工资收入不高。与此同时，农民长期以来存有一种离土入城的愿望，希望可以在外闯出一片天地，并在城市稳定和定居下来。

　　鉴于此，在吸引外出务工人员返乡就业创业方面，地方政府应认识到乡村治理问题的严峻挑战，从系统层面整体推进，才能循序渐进地取得进展。特别是要紧紧抓住乡村振兴和共同富裕等国家战略，充分利用好各类政策红利，为返乡就业创业提供全面支持。

　　返乡就业创业面临的首要问题是劳动力的供需矛盾，即产业基础薄弱和就业机会稀缺。地方政府需加大招商引资力度，特别是因地制宜地发展劳动密集型产业，为返乡人员就业创业提供产业基础。如果没有高质量的就业岗位，很难产生强有力的竞争力，更不要说吸引劳动力返乡了。

　　农村劳动力的供过于求使得工资收入偏低，劳动权益保护不够的问题仍然部分存在。这意味着各地要加强农村地区的规范用工，强化劳动权益保护，使农村劳动者也能够获得应有的薪资和福利，保障他们就近工作的权益，切实解决他们返乡就业的顾虑。

　　不少农村劳动力的职业技能不高，难以适应新兴产业的发展要求，也影响了企业投资设厂的积极性。地方政府要创新形式方式，加强农村劳动力的职业培训，提升农村青壮年劳动力的就业能力，使他们可以投身当地制造业、手工业和乡村文旅等新兴产业。

　　另外，还可在城市发力，推动更多农村人口向中小城市和县城定居，加快农民工的市民化，并为随迁子女提供更好的公共教育服务。

　　近年来，我国新型城镇化进程加速推进，意味着会有更多人向城市聚集。特别是新生代农民工有着强烈的城市归属感，更愿意留在城市发展，而不是返乡生活，为此，城市应考虑吸纳更多农村人口实现市民化，推动城市扩容增效和均衡发展。毕竟，安居才能乐业，宜居方能宜业。

　　成都商报-红星新闻特约评论员 马亮(中国人民大学国家发展与战略研究院研究员、公共管理学院教授)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）