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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）
度日如诗！新疆美食“达人”缘何迷上唐菓子？******
中新网乌鲁木齐1月10日电 题：度日如诗！新疆美食“达人”缘何迷上唐菓子？
作者 史玉江 党艳丽
逢年过节，蒸年馍、做唐菓子、烹制佳肴；时令节气做青团、春卷、龙须饼等民间美食；闲暇家时养花弄草、打理庭院；周末邀朋友围灶煮茶，品美食、谈人生……
美好的生活仪式感，寄托四季风物与当下生活体悟。新疆兵团第四师七十一团退休职工周小茵把日子过成了诗。
临近中国传统新年，周小茵特意制作了一些传统茶点。 周小茵 摄56岁周小茵是当地出了名的美食“达人”，每年都会根据时令节气，制作各类民间美食，在陶冶情操、丰富生活的同时，传承着中华民族传统美食文化。
新疆为数不多的唐菓子制作“艺人”
右手拿着三角棒，左手托着豆沙团，一推一压一挑间，一枚唐菓子现雏形。“制作一枚高颜值的唐菓子，需要全神投入，手的力道要准，并且有一气呵成的能力。”日前，周小茵如是说。
以豆沙为馅、外包“透花糍”的唐菓子是茶宴中佐茶而食的糕点，又称为茶菓、菓子等。 周小茵 摄临近中国传统新年，周小茵特意制作了一些传统茶点——唐菓子，树叶、花朵、贝壳……记者注意到，这些茶点造型各异、色彩艳丽，空气中还能嗅到清甜的味。
以豆沙为馅、外包“透花糍”的唐菓子是茶宴中佐茶而食的糕点，又称为茶菓、菓子等。其玲珑小巧，颜色艳丽，多以花鸟造型雕刻。
据《中国面点史》记载，于饮茶之风普及全国的唐代开始，出现了一边饮茶一边吃茶点(面点)的习俗，已有上千年的历史。
唐菓子玲珑小巧，颜色艳丽，多以花鸟造型雕刻。 周小茵 摄作为一种源自中国的古老美食，唐菓子制作近年来在中国复兴。热衷于制作美食的周小茵，深深地被唐菓子的历史文化所吸引，自学唐菓子的制作工艺，成为新疆伊犁区域为数不多的唐菓子制作“艺人”。
周小茵介绍，这款唐菓子选用上好的白云豆浸泡24小时，人工去皮煮制软烂、过滤，再加上少许糯米粉、砂糖进行炒制后，添加少许植物色粉造型而成。
周小茵把日子过成了诗。 周小茵 摄“遗传”祖辈中学时得“真传”
周小茵年轻时是七十一团的文艺骨干。对传统美食的热爱，源于从小受外祖父和母亲的影响。外祖父曾是乡里的乡厨，街坊邻里婚丧嫁娶都会请他掌勺。而母亲自幼跟随外祖父学习厨艺，长大后成当地出了名的“巧手”。
在物资匮乏的20世纪六七十年代，周小茵母亲手工制作各种民间“小零食”，给孩子们解馋。
塔式年馍。 周小茵 摄看着母亲将一个个普通食材变成好看又美味的“小零食”，幼时的周小茵被深深吸引，对制作美食产生浓厚兴趣。
中学时，周小茵得母亲“真传”，刺猬馍、枣馍、花馍……只要练上几遍，便能得心应手；南北菜式虽不说样样精通，但也做得有模有样。
“我学做传统民间美食有40多年。工作后因忙碌，做美食没有小时候那么频繁，但是逢年过节还是会做一些糕点。”周小茵说，每年的除夕年夜饭绝不能马虎，每道菜寓意美好、家人团圆，“咱中国人的传统，不能丢。”
2017年，周小茵迷上非遗唐菓子，她上网络视频学习，请教懂面食的行家，并将自己的创意融入其中。
彩色水饺。 周小茵 摄久而久之，周小茵练就了一双巧手，成为伊犁区域为数不多的年馍、花馍、唐菓子制作“艺人”。
近年来，她制作传统民间美食的消息经当地新媒体推送后，引发网友们的热评。
“在微信朋友圈看到小茵做的唐菓子，真精致！”可克达拉市民杨萍英说，以前见过这类糕点，但不知道叫什么。
“她制作的唐菓子味道好，让人舍不得下口。她家院子就像‘家庭公园’，花草满园、鱼鸟相伴。”好友李沛立说，周小茵身上那种对传统美食的执着和对生活的热爱，令人佩服。
冀望成为一名非遗传承人
周小茵退休后，属于自己的时间多了起来。2019年起，她专注于传统美食制作。
周小茵退休后，专注于传统美食制作。 周小茵 摄“每年我会根据年份制作生肖年馍。前年蒸的是牛馍，去年蒸的是虎馍，冬奥会期间我还做了汤圆版的冰墩墩，今年春节会蒸兔馍。”周小茵介绍，年馍以山西霍州最为出名，花馍以陕西为主。
近年来，新疆兵团对区域内非遗资源的种类、数量、分布状况进行全面普查、整理、归档与申报。调查发现，新疆兵团非遗线索涉及民间艺术、传统技艺、红色文化等，主要集中在剪纸、刺绣等传统手工技艺，美食类尚少。
“我会不断提高唐菓子的制作技艺，如果可能，希望能成为一名非遗传承人。”周小茵说，唐菓子是唐文化和艺术的代表作，需要我们这一代去传承、发扬。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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