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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）
2023年的台湾，能否走出“涨”与“缺”？******
2022年年初，台湾鸡蛋市场价格从每台斤(600克)30元(新台币，下同)左右，暴涨至70元都有人买。如今时已年尾，鸡蛋批发价仍高居每台斤50元左右。有业者表示，从11月开始调货，现在就算贴钱去调货都要排队。缺蛋危机又迫在眉睫。
缺电、缺水、缺劳工、缺人才、“万物齐涨，唯有薪水不涨”……，“涨”与“缺”两个字，一笔一笔刻画着2022年台湾经济与民生的样貌。
“涨”字获选“台湾2022年度代表字”。联合新闻网图片涨
12月初，“台湾2022年度代表字大选”票选结果公布，“涨”字在55个候选字中拔得头筹，获选为今年的年度代表字。“涨声响起，是庶民心中的痛”，有嘉宾在票选结果公布现场表示。
有民众说，“现在物价都蛮涨的，大家都有感，买东西还有房价，都涨很快。”
有专家分析指出，2022年，绝大多数受薪阶层可运用的实质薪水是缩水的。每家每户日常生活的必要开销，普遍多了10%到15%。而背着房贷的人，则因为升息，每月多缴至少上千元。
时已年尾，台湾鸡蛋批发价仍高居每台斤50元左右。缺蛋危机又迫在眉睫。台湾《工商时报》资料图片早在今年3月，就有网友好奇“台湾什么小吃涨价到大家已经不愿再买？”问题一经上网，引来大批网友留言，排名最前的是三样热门小吃：手摇饮料、鸡排与蚵仔煎。
“手摇饮，回不去的15元奶茶”“手摇饮从珍奶25元到现在比便当贵，也不买了”“手摇饮，两年没碰了”“手摇饮，已经戒很久了”。
“鸡排从35元到现在60元，已经不下手”“碳烤鸡排一个85元了”“昨天去夜市吃蚵仔煎，80块真的吓到”。
除此之外，也有不少网友点名快餐、红豆饼、面包等美食，“唯一正解麦当劳”“红豆饼20元到30元一个真太贵了”“章鱼烧涨得太夸张”“我家附近的面线一小碗75元”“各种面包都变好贵”。
据台当局相关部门公布，今年6月台湾消费者物价指数(CPI)年增率3.59%，达近十四年新高，且连续四个月超过3%，连十一个月超过2%的通胀警戒线。10月，民生物资涨幅扩大，面包涨8.76%、创十四年新高；卫生纸涨7%以上，为三年半最大涨幅。
12月初公布的最新数据显示，11月消费者物价指数年增率2.35%，物价虽略回落，但仍是连续十六个月超过2%的通胀警戒线。
缺
今年3月3日上午9点07分，全台各地陆续传出停电灾情，549万户受影响，创下人为疏失停电最久纪录，民怨沸腾。这是台湾电力股份有限公司两年来第三度大停电，从2021年“513停电”影响400万户、“517停电”影响200万户，到此次“303大停电”，大小停电事故频传，进一步引起民众质疑台湾缺电。
对此，台电再三保证，供电充足，停电与缺电无关，并为了杜绝大停电投入5645亿推动强化电网韧性建设计划。但观察台湾用电量，从2017年2172亿度到2021年2353亿度，年增4.68%，创下十一年新高。有专家指出，缺电的根本问题没有解决，就算有再优质电网，也一样无电可送。
硅谷裁员中、台湾科技业却仍缺人才？据台媒报道，此前一场人才高峰论坛上，有业者集中火力抱怨大缺人才。
据台当局相关部门统计，2021年台湾人口较前年减少18万人，人口连两年负增长。“少子化让大学在招生上十分困难，”有大学校长表示，尤其博士班学生更是严重出缺，将会导致台湾的研究能量严重不足。
在企业界，不少中小科技企业抱怨台积电及联发科这两座“科技大厂”，抢走了不少人才。
也有业界人士指出，台当局不致力解决人口危机，反而全力发展半导体产业，成立半导体学院，造成少部分人才薪资大涨，社会人力资源严重倾斜，这将导致未来台湾产业两极化和社会贫富不均更严重。
不仅缺科技人才，普通劳工也很缺。台媒报道，随着疫情趋稳，商业活动恢复，台湾下半年服务业职缺上升，尤其住宿餐饮业、艺术及娱乐服务业、其他服务业(美容美发、按摩业)三个业别，职缺率皆升逾4%。
媒体报道，缺工如今已成为台观光产业面对的最大难关。有饭店业者透露，人力缺到已经忍痛推掉上千桌的宴会订席。也有饭店经理表示，除了自己支援房务工作外，高阶、中阶主管也都需要到餐饮部门第一线去服务消费者。
饭店业者分析，造成饭店业缺工严重的关键原因，是疫情后经济市场转变，科技产业人力需求大增，挖走制造业人力，制造业再挖走旅宿业人才。台湾《经济日报》资料图片有歌词云，人生就是起起落落。台湾的2022，则是涨涨缺缺。2023已在拐角相望，2023年的台湾，能从“涨”与“缺”中走出吗？
记者 舒颐
（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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