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）

刑侦题材剧拍出新意******

　　刑侦题材电视剧《狂飙》近日开播，该剧由于会集了大批实力戏骨，自官宣以来就备受关注。《狂飙》聚焦扫黑除恶，在《人民的名义》《沉默的真相》《扫黑风暴》等一系列影视剧对这一题材深度开掘之后，《狂飙》要如何突出重围，又要如何拍出新意？

　　记者 宋说

　　立体写实的群像

　　《狂飙》讲述了自2000年起，意气风发的刑警安欣(张译饰)与一直受欺负的鱼贩子高启强(张颂文饰)相识，而后随着高启强逐渐偏离正途，安欣意识到在京海市社会发展的背后，正是以高家兄弟为首的黑恶势力暗流汹涌，两人分道扬镳并展开了长达20年的正邪较量。2021年，在全国开展扫黑除恶常态化的背景下，中央督导组雷霆出击，安欣协同专案组彻查强盛集团有组织犯罪团伙及其背后的保护伞，最终京海市得以拨云见日。

　　《狂飙》前五集的重点笔墨都放在高启强的身上，讲述了他的“黑恶”成长史。高启强本是在菜市场卖鱼的鱼贩，父母双亡的他辛辛苦苦供养弟弟妹妹读书，却被混混敲诈欺凌，还被诬陷入室抢劫，在经历了这些意外事件后，他被卷进了与黑恶沾边的是非中，并逐渐迷失在“钱”与“权”中越陷越深，身份从一个鱼贩变成了当地涉黑组织的头目，甚至把他名下的强盛集团做成了京海市数一数二的企业。

　　除了安欣和高启强两个主要人物，剧中行事狠毒的黑社会头目徐江、老谋深算的泰叔、敏感多疑、头脑活络的高启盛等角色，也在短短几集中展现出了特色鲜明的人物性格和丰富的心理层次。《狂飙》中塑造的角色都有自己的情感和生活、欲望和动机，人物和剧情非常有看点。

　　《狂飙》的台词设计和镜头设计有很深的意味。面对省教育整顿驻点指导组的到来，京海市市委副书记、市长赵立冬说“顶多是一阵风”，京海市公安局常务副局长安长林说，“不会吧，这么大的霹雳应该会下大雨”，然后他转头问京海市市委常委孟德海，对方并没有说话，只是喝了一口水。短短一场戏充满隐喻和张力，为整部剧奠定了疑云重重、波诡云谲的基调。

　　深入的人性挖掘

　　大尺度加上悬疑和推理，《狂飙》将扫黑除恶题材讲述得非常“有猛料”，在拍摄手法上，《狂飙》的不少镜头语言都设计得很有深意，当高启强陷入误杀危机，坐上唐小龙兄弟的车逃跑时，镜头与逃逸的车反方向拉伸，隐喻着高启强等人已经走上了与人性和正义背道而驰的犯罪道路，导演以巧妙的拍摄手法让剧情在紧张刺激之外，还延伸出更多值得观众细细咀嚼、反复品味的深刻层面。

　　该剧主创表示，作为一部扫黑除恶题材剧，《狂飙》的立意不止于讲述一段精彩绝伦的黑白较量，而是更多地深入到对人性的挖掘和对现实的反思上。

　　与其他同类题材剧集不同，反派的“发家史”是《狂飙》的叙事重点之一。剧集的介绍里说，“该剧是黑恶势力崛起的编年史，细数了黑恶毒瘤非法生长的升级路；是扫黑除恶坚决斗争的回忆录，横跨了20年的时代变迁，展示了黑白较量与复杂人性。”《狂飙》在每集开篇都有一个特别的设计：以扫黑督导专员、省教育整顿驻点指导组组长徐忠的口吻独白，对调查过程进行反思。在不断追问之中，“公生明，廉生威。唯有执法者严守公正廉洁，才能立于不败之地，成为一柄永不生锈的钢刀”的答案，也在戏里戏外敲响了警钟。

　　近年来，扫黑除恶题材的影视作品佳作不断，这些剧集的剧情大多在精彩绝伦的黑白较量方面下足功夫，其中口碑和收视率比较高的爆款，还加入了不少对人性的深入挖掘，以及对现实的反思。比如《扫黑风暴》里孙红雷饰演的李成阳，他看起来无情却最有情，清醒而又混沌，纯真而又世俗，勇敢而又怯懦，他的矛盾使他不断充满着变化和动态发展，容纳了我们目之所及和想象中的最多人性特质。

　　(《齐鲁晚报》 2023年01月19日)