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）

年轻人争相打卡“国潮”消费******

　　憨态可掬的“冰墩墩”“雪容融”圈粉无数，一时间成为网上热议的“顶流”；故宫不断推陈出新，一系列体现中华美学的文创产品变为线上时尚“潮品”；回力、安踏等国货品牌重新引领“网红”穿搭，“国潮”正成为许多消费者的网购优选。专家指出，线上“国潮”流行，越来越多的设计师开始解锁传统与时尚、古典与流行之间的搭配，基于中华优秀传统文化的消费产品、内容创作不断出现，“国潮”新风尚正在为传统产业升级带来新契机。

　　回归传统文化

　　2022年12月，在首届中国（澳门）国际高品质消费博览会上，拥有海鸥表、上海表、孔雀表三大腕表品牌的汉辰表业集团宣布与得物APP达成全面深入合作，并线上发布腕表新品。一寸见方的表盘上，十二生肖“虎”、上美影的名作《大闹天宫》、上海豫园“九曲映月”等文化符号与年轻化设计创意相融合，专为年轻消费者创新研发的产品系列吸引了不少网友关注。

　　“表盘上的玉兔很有设计感，与深蓝色的星球相得益彰。”95后小罗在一家互联网企业工作，海鸥牌玉兔望月腕表一推出，他便在网上买了一块。小罗告诉记者，自己和身边同事现在都很喜欢“国潮”，会特别关注产品设计中用到的中国传统元素，“有些很火的‘国潮’运动鞋很难买，一上市网店就售罄了。”

　　此前，有海外媒体评价，“国潮”在中国方兴未艾，年轻人正塑造着消费新潮流，这些产品在质量和原创性上与外国大牌相比毫不逊色。报道称：“在观察人士看来，‘国潮’之所以能够站稳脚跟，是因其代表着中国消费者心态真实而深刻的变化。对商业世界来说，中国消费者的文化、身份和市场重要性及影响力与日俱增。”

　　“云”上国风流行、国货热销、“国潮”涌动，凸显出中国消费者的喜好之变。在汉辰表业集团首席执行官徐创越看来，越来越多的中国年轻人正在回归传统文化、欣赏国产品牌。线上“国潮”兴起所折射出的文化自信，给市场带来了很大机遇。

　　产品新潮有趣

　　出生于1995年至2009年之间的“Z世代”群体格外青睐“国潮”，已成为一股不容忽视的新兴消费力量。

　　业内人士认为，“Z世代”成长于物质生活富足、互联网与新媒体环境快速普及发展的时代，同其他年龄层的消费者相比，“Z世代”的民族自豪感与文化自信心更强，对兼具设计与质量的国货认同感更高。同时，他们具备较高的消费能力并逐渐成为线上“国潮”市场的消费主力。

　　如今，“国潮”产品正上演着一场与年轻消费者的“双向奔赴”，很多传统企业开始迎合消费者的时尚需求，推出新产品线，变得更“潮”更有趣。例如，特步推出“特步少林”跨界产品，通过解构传统武林文化，让运动装更酷更时尚。拥有400多年历史的“中华老字号”制药品牌马应龙与湖北省博物馆联名推出的妆奁礼盒产品“楚盒”成功“出圈”，纹样考究的妆奁让不少网友眼前一亮。

　　上海社会科学院经济研究所副研究员邸俊鹏认为，多样化的年轻消费为老字号注入了新活力，带来了新增量。“打通老字号与年轻人之间的供需障碍是关键。一方面，传统企业要理解年轻一代所追求的精神共鸣和情感认同，进而改善产品与服务质量；另一方面，年轻人的新需求和新主张从消费端也能推动‘国潮’品牌不断创新，形成需求牵引供给、供给创造需求的更高水平动态平衡。”

　　变身社交符号

　　不少年轻人喜欢通过社交平台分享国潮消费体验，寻找“同好”与归属感。2022年6月发布的《国潮品牌年轻消费洞察报告》显示，年轻消费者不仅为老字号品牌注入新活力，也助推新兴品牌迎来快速发展的窗口期。不少老字号品牌将年轻人作为新品研发的参照坐标，通过开辟年轻潮流产品线、跨界联名等新玩法实现“逆龄”生长，打破品牌固有形象和边界，成功获得年轻圈层青睐，甚至让产品成为一种“社交符号”。

　　专家认为，消费者面对“国潮”时的情感认同，让“国潮”产品更容易具备社交属性，诸如得物APP、小红书等拥有许多年轻粉丝的平台，可以实现从社区到交易的“闭环”，这有利于“国潮”品牌在社群内更好建立口碑。

　　“社区是供需互动、需求发现和需求培育的重要场所。平台可以通过潮流生活社区帮助老字号、‘新国潮’更好理解年轻人，也拉近了与年轻人的心理距离。‘国潮’品牌可以借助新电商平台首发多样化新品，并以此为沟通契机，融入年轻人的日常生活。”邸俊鹏说。

　　业内人士提醒，打造“国潮”品牌的持久竞争力，还要警惕透支“国潮”红利，回归品牌本质。应在产品研发、供应链打造、数字化建设、组织能力培育等长期工程上持续投入，逐步实现以数字化为基础的商业模式升级。唯有靠质量与设计展示出核心竞争力，才能让“国潮”站稳脚跟，带给消费者更多惊喜。（记者 孙亚慧 ）