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）
紧急换“将”、政策大转弯 英首相特拉斯能否破局？ ******
中新网10月15日电 上任不过月余，英国财政大臣夸西•克沃滕突遭撤职。首相特拉斯提出一系列减税计划也再次出现180度大转弯。
但对于特拉斯政府的“调头”，外界似乎并不看好。英镑应声下跌、要求其下台呼声持续，不确定性笼罩着本就内忧外患的英国。
这位走马上任不过40天左右的女首相，又还能否走出困局？
【上任月余被“炒”】
当地时间10月14日，英国首相特拉斯解雇财政大臣夸西•克沃滕。而这距离克沃滕上任仅有大约38天。前卫生大臣杰里米•亨特将接替其职位。
当地时间2022年10月14日，英国伦敦，夸西•克沃滕在唐宁街下车。英国广播公司(BBC)称，这意味着，克沃滕成为有记录以来任职时间第二短的英国财政大臣。
值得注意的是，此前在特拉斯竞选英国保守党党魁期间，克沃滕曾对特拉斯表示支持。成为特拉斯政府的财政大臣前，他甚至被称为她的“政治灵魂伴侣”。
对于克沃滕被撤职一事，特拉斯回应说，她“非常尊重”克沃滕“把国家利益放在首位”并辞职的决定。
克沃滕本人也在社交媒体上发布了他写给特拉斯的一封信，称能担任她的大臣是种“荣誉”，祝“一切顺利”。
【再次180度大转弯】
就在克沃滕被解雇当天，特拉斯召开新闻发布会，宣布其政府减税计划再次迎来大转弯。
当地时间9月6日，特拉斯在伦敦首相府门前发表就任英国新首相以后的首次演讲。9月23日，英国政府宣布该国50年来最大规模减税措施，但饱受外界质疑和批评，引发市场动荡。英镑对美元汇率在9月26日亚洲早盘交易中一度跌至1比1.03附近，创历史新低。
重重压力之下，英国政府的减税计划曾于10月3日出现重大转折。克沃滕当天发表声明，宣布将放弃此前提出的取消45%最高所得税税率的计划。
不过10多天时间，特拉斯政府再次作出“耻辱性”的政策转变。她证实明年4月将把公司税从19%提高到25%，而她在保守党党魁竞选中曾承诺，将取消该增长。
在10月14日这场不到 10 分钟的新闻发布会上，特拉斯坦言：“我想说实话，这很困难。”
但在英媒看来，特拉斯拒绝为其政策造成的经济动荡承担任何责任，同时决心继续担任首相。她解释说，“很明显，我们的部分‘迷你预算’(政策)比市场预期走得更远、更快，所以我们现在履行使命的方式必须改变。”
特拉斯还认为，她“采取了果断的行动”，而且是为了国家利益。
【内忧外患、前景不明】
对于特拉斯政府的再次“调头”，外界似乎并不看好，英镑应声下跌。
来自伦敦经济学院的托尼•特拉弗斯认为，克沃滕成了“政府错误的替罪羊”，撤职并没有减轻特拉斯的压力，也没有让保守党平静下来。
资料图：英国一家加油站燃油售空后关闭。近来，英国政府在民意调查中的支持率创历史新低。还有民调显示，43%的保守党选民希望唐宁街迎来新首相。苏格兰首席大臣斯特金也呼吁举行大选，认为这是维护经济稳定的最佳做法。
在金融服务公司任投资总监的詹姆斯•埃塞还分析称，“除了不明智和不合时宜的财政宽松政策外，(英国)显然还有很多问题需要应对”。他进一步指出，英国通胀保持高位，政府借贷规模庞大，房地产市场可能遭受沉重打击。
此外，英国政府此前宣布以债务融资的减税计划之后，英国养老金行业几乎部分崩溃，迫使英国央行多次干预，这也引发担忧，即动荡可能席卷发达经济体。
面对相关威胁，一些经济学家和投资者曾寄希望于美联储软化其激进加息的计划，但希望已破灭。英国《金融时报》援引专家分析称，预计美联储今年将再两次加息0.75个百分点，然后在明年2月加息0.5个百分点。而这很可能将放大多国央行的通胀难题，英国经济自然也难逃雪上加霜的命运。
面对内忧外患、动荡不断的英国，紧急“换将”的特拉斯又能否重振士气，应对挑战？
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