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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）

东西问·解码兔年丨阿根廷汉学家伍志伟：生肖何以成为东西方交流的独特文化资源？******

　　中新社北京1月23日电题：生肖何以成为东西方交流的独特文化资源？

　　——专访阿根廷汉学家伍志伟

　　作者宋雪晴

　　剪一对生肖窗花描绘生活愿景，赠亲友一身红衣裳阻挡“本命年的坏运气”，好事将近算一卦最佳婚配属相……随着中国农历兔年的到来，生肖文化再次成为人们热议的话题。作为中国民间普遍使用的记录生年与属相、推测命理与运势的文化体系，十二生肖已成为中国民俗文化的重要组成部分，并相继在东亚、南亚和拉美国家催生出特有的文化传统。

　　十二生肖蕴含着何种中华文化脉络？为何称它是东西方交流的独特文化资源？生肖兔又是如何影响人们的行为和选择的？阿根廷汉学家伍志伟(Gustavo Ng)近日接受中新社“东西问”专访，对此作出深度解析。

　　现将访谈实录摘要如下：

　　中新社记者：你为什么将中国十二生肖文化作为研究领域？

　　伍志伟：随着全球化进程的深入和中阿友谊的增进，许多阿根廷人对中国文化感兴趣。近年来，阿根廷首都布宜诺斯艾利斯的中国城每年都会举行大型活动庆祝中国传统节日，吸引大量民众参与，阿根廷人与中国文化得以近距离接触。

　　预测运势和命理是阿根廷人热衷讨论的话题之一，介绍中国生肖文化的书籍在当地也十分畅销。自上世纪80年代，中国生肖被阿根廷女演员卢多维卡·斯奎鲁(Ludovica Squirru)介绍到阿根廷后，便一直受民众追捧，30多年来，她每年为民众提供一本未来运势的“答案之书”，仅2017年出版的鸡年生肖一书便卖出12万册，超过著名作家博尔赫斯作品的当年销量。

　　我认为，生肖文化是深入了解中国的切口，只有贴近中国文化土壤才能深入理解其中的意涵。研究生肖文化可以理解其沿袭千年的习俗，还可以借鉴其实用价值。

三位孩童在美国纽约曼哈顿唐人街春节生肖礼品店前。廖攀摄

　　中新社记者：十二生肖体现了中国人怎样的文化观和宇宙观？如何通过十二生肖理解中国传统文化？

　　伍志伟：生肖文化的历史脉络体现了中华文明的延续性。中国文化谱系的“传统”如同一块巨大的地毯，每一代人都在“地毯”上编织或修补，最终形成一块拥有几千年历史、统一完整的“地毯”。这种创造历史的方式是一项了不起的成就。

　　十二生肖的运行法则体现了中国人看待事物的方法论。当人们身处一种文化当中，便是通过这种文化看世界。在中国文化中有种典型的思维方式：为了明白它，必须进入事物内部，将自己转化为它。比如，一个人属猴，生肖便会帮助那个人进入“猴子模式”，从猴子视角看世界，并告诉人们如何行动。

　　生肖文化蕴含了中国文化认知中的整体思维与辩证思维。生肖如同一个拥有很多门的空间，每一扇门都可以带领人们寻找中国的文化、历史、民俗、神话和哲学。当我们试图打开盒子解读生肖文化，就会发现里边有丰富的线索，一个盒子里面还有另一个盒子，不断抛出新的问题。

牛年春节前，一尊牛雕像出现在美国旧金山知名景点39号码头。刘关关摄

　　中新社记者：作为推断人们运势和命理的方式，中国的十二生肖和西方的十二星座有何异同？

　　伍志伟：中国的十二生肖和西方的十二星座都是天文历法研究的产物，都为人们了解过去、现在和未来提供了线索。

　　中国古代使用天干地支纪年，将地支与十二种动物相结合，将每一个生肖年出生的人认定为属该生肖，赋予品格、运程等不同寓意。星座起源于古巴比伦人观察出黄道十二宫的天象，将天象中的某个区域称作“星座”，用此计量时间。公元2世纪，古希腊人将星座与神话故事相结合，才产生今天广为流传的星座名称。故而，两者都源自古人计量时间、与自然共生的需要。

　　不同的取向在于，生肖不是通过星辰在宇宙中的位置来预测，而是综合考虑整个宇宙的力量。在生肖文化中，世界由木、火、土、金、水这五种物质组成，可相互生克。而西方认为构成世界的四大元素为土、火、气和水，是指四种静态永恒、不可互换的物质。在中国文化中，事物是永远变化的，这种动静的差异是深刻而具有影响力的。

美国旧金山市民在唐人街春节花市上购物。刘关关摄

　　中新社记者：不仅在中国，东亚的韩国、日本，东南亚的泰国以及拉丁美洲的墨西哥等国家也有生肖文化传统，生肖动物在不同文化语境下有何不同意义？如何借助生肖文化，促进东西文明交流互鉴？

　　伍志伟：以生肖兔为例，因兔子多子，在信奉天主教的国家，人们视兔子为生命的创造者、复活节的象征，于是，生肖兔便有了繁衍、新生等意义。在中国传统文化中，流传着“玉兔捣药”“狡兔三窟”等故事，兔子被赋予了长寿、机敏等寓意。当然，不同文化中的生肖兔有一些共同特点，比如容易害羞、需要和谐、拥有天赋等。

　　生肖动物是生命神话缔造的遗迹，被人们沿用千年必有其特殊之处。一方面，作为人们自然崇拜的产物，生肖动物具备图腾的象征意义，有助于人们形成对家庭、群体、社区乃至国家的身份认同。属兔、属马、属牛，让人们的身份区别于其他属相之人。另一方面，像许多古老的文化习俗一样，生肖动物的文化意涵通俗易懂，能跨越国别、语言和种族，被不同文化背景的人所理解。因此，它是与西方交流的一个独具特色的文化资源。

　　当前东西方文化交流的第一步已经迈出，第二步尚未实现。由于语言和思维方式的差异，理解异国文化时难以使用该国的话语体系理解，而是把“我们的”投射到他们的身上，这就容易产生隔阂。因此，中国的传播者应当倾听当地民众的声音，了解所传信息是如何被受众接受的，而不是只报道传播者感兴趣的内容。西方民众也应当走出文化的舒适区，向西方文化以外的他国文化敞开大门。

四川成都，外籍友人与生肖立牌合影。安源摄

　　中新社记者：中国农历兔年到来。你曾表示“生肖是体现宇宙能量流动的方式之一”，能否结合兔年生肖阐释不同能量状态的生肖如何影响人们的行为和选择？随着科学的日益昌明，生肖文化能否持续传承？

　　伍志伟：生肖“兔”在十二生肖排行第四，对应十二地支中的卯，兔年即卯年。具体来说，一个生肖年持续一个农历年，每十二个生肖年为一个循环周期。另一个周期即“五行”，每个“行”持续2年。如此形成了两个互补的周期，整个周期持续60年。故而，2023年对应天干为癸，地支为卯，五行属水，故为水兔年。

　　不过，生肖文化并不是简单在生肖动物前边加上“行”的特征，而是努力理解每一个“行”，不同能量状态的“行”产生不同的影响，即五行的“相生”和“相克”。

　　生肖兔赋予了属兔的人们伟大的天赋：正确地完成所有必要的任务、为家人提供安全保障。属兔的人们非常爱他们的家人，并将他们的亲人视为自己的一部分。兔年出生的人还将强烈意识到虎年遗留的诸多危险。他们会意识到，为了维持稳固的家庭生活、职业发展和经济地位，首先需要建立一个安全的基础，一个坚实的平台，支撑不可预见的情况、外部的攻击和内部的弱点。当然，这是我的个人研究，是否具有普适意义还需进一步探讨。

泰国民众在曼谷唐人街“灯光隧道”前合影。王国安摄

　　中国的生肖文化已被许多人使用、锻造和改进。现代科学在中国有着非凡的活力，但是占卜、五行、生肖等古老的传统逐渐被纳入到“非理性”的范畴，甚至被现代科学误读。我认为，生肖不是一个装饰性的元素，而是有血有肉的知识，成为个人经验和个人的一部分。我相信，这种传统在未来的某一刻会被拯救，焕发出新的生机。(完)

　　受访专家简介：

　　伍志伟(Gustavo Ng)，阿根廷汉学家、知名媒体人、中国问题专家、《当代》杂志主编、阿根廷国会大学研究员。曾供职于阿根廷《号角报》、日本《读卖新闻》和西班牙《世界报》等国际主流媒体，2011年创办《当代》杂志，系统向拉美读者介绍中国经济、社会与文化，推动增进中拉交流。著有《鸡年》《狗年》《牛年》《你需要知道的关于中国的一切》《中国：超越贫困》《穿越中国的10134公里》《秋天的蝴蝶》等。

　　（文图：赵筱尘巫邓炎）

[责编：天天中]

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