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）
芬兰冬残奥选手说北京是老家 和朋友一起能撸100根串******
镜头前，金发碧眼的芬兰残奥选手马蒂·赛拉宁，正用流利的汉语介绍着自己。很多时候，他也喜欢别人叫他的中文名字，刘迪。
在近1个小时的交谈中，他毫无障碍地用中文回答了所有问题。由于此前长期在北京生活，在很多语境中，马蒂已经能将北京话中的“儿化音”熟练运用。
图为跆拳道学生作品中的刘迪。受访者供图虽然有屏幕相隔，但依旧能感受到马蒂对单板滑雪，对中国的热爱。
用他的话说，“中国是我的老家”。如今37岁的他，曾在这里生活了20年。
单板滑雪 & 北京冬残奥会
作为残奥单板滑雪选手，马蒂在北京冬残奥会张家口赛区参加单板滑雪男子障碍追逐 - UL级和男子坡面回转-UL级比赛。
“我觉得张家口(冬残奥村)很舒服，希望可以留更长时间，”虽然3月4日才抵达张家口，但马蒂笑着说已经熟悉了这里的生活。
图为刘迪。受访者供图谈起在赛区印象最深刻的事情，马蒂不假思索地说道，“我很喜欢和中国人聊天儿。”在他看来，这会带给他幸福感。
中新体育：对于在冬残奥村的生活满意吗？
刘迪：大家都很友好，比如志愿者、安保人员。所有的东西都准备得非常好，吃、喝，包括小卖部都是很棒的。
2002年，一场交通事故导致马蒂的左臂神经严重受损。这样生活了10年后，他在北京进行了截肢手术。
对于从小就热爱运动的马蒂而言，他不仅选择用时间抚平身体和心灵上的创伤，喜爱跆拳道的他也开始参加残疾人跆拳道的世界大赛。
中新体育：如何与单板滑雪结缘？
刘迪：在和芬兰残奥部门的人聊天时，我知道了残疾人单板滑雪项目。它看起来很好玩，所以我告诉他们，我想试试这个。
于是，2016年，马蒂带着雪板前往荷兰参加比赛，那是截肢后的他首次踏上单板滑雪的赛场。赛后，他便下定决心要成为一名更好的运动员。
图为刘迪在比赛中。受访者供图本次北京冬残奥会，马蒂未能在残奥单板滑雪男子障碍追逐-UL级资格赛中突围。虽有遗憾，但他认为能够和世界顶尖选手同场竞技，对自己的表现已经非常满意。
在马蒂的认知中，是运动给他带来了自信和幸福。如今，单板滑雪已经从爱好变成了马蒂的职业，他在芬兰担任教练，教滑雪、跆拳道、跑酷等。
爱看《差不多先生传》
马蒂的父亲从事的是手机网络相关工作，由于工作原因，马蒂很小时候便跟随父亲来到了中国。“在我最初有记忆时，就已经在北京了。”马蒂笑着说道。
中新体育：“刘迪”名字的由来是什么？
刘迪：我父母离婚后，我爸找到了中国妻子，我现在的妈妈是中国人。“刘迪”这个名字是姥爷给我取的。
“就是跟人家聊天儿。”
谈及学习中文的过程，马蒂的回答很是简单。“和人聊天的过程中，我能了解大学里学不到的生活用语。”
回想印象最深刻的经历，马蒂有些害羞地笑了，“应该是我喝酒后和出租车司机聊天儿。”
图为刘迪在训练。受访者供图中新体育：这次回到中国，感觉中文退步了吗？
刘迪：我以为会退步很多，但我发现还是可以的。语言这种东西你学会了，即使退步了，很快就能恢复。
对于中国文学，马蒂同样颇有造诣。
“我很喜欢《差不多先生传》，”提起自己印象深刻的中国作品，马蒂的眼神里多了几分兴奋。
“我觉得我们所有的人都是‘差不多先生’。我对我自己的‘差不多’已经很满意了。”话语间，看得出马蒂由内至外的自信。
“《阿Q正传》我也学过，我觉得‘精神胜利法’也是一个我们所有人必须去考虑的一个事情。我感觉它告诉我们当心变成‘阿Q’。”
其实，马蒂对于哲学同样很感兴趣。他常和老师探讨《孙子兵法》以及道学等颇具中国特色的文化元素。
图为刘迪(蓝色)参加比赛。受访者供图中新体育：是不是中文课程成绩出色？
刘迪：也不是，古代汉语，我补考了两次。
马蒂谦虚地说道，“我读书时的想法是，60分万岁。”
曾在北京三里屯“消灭”100串羊肉串
中新体育：对中国哪个城市最熟悉？
刘迪：我去过(很多城市)旅行，天津、上海、内蒙、成都、大连……
但对于曾先后三次来北京生活的马蒂，那里无疑是他最熟悉的。
小时候，马蒂曾住在光明公寓和国贸公寓。进入北京语言大学学习后，他来到了五道口。后来，还曾搬到顺义。
“如果现在上车说去哪，我可能会说去五道口。”这个在北京被誉为“青年人天堂”的地方，是马蒂待得最久的。
而在发生交通事故后的那段时间，马蒂也时常来到三里屯酒吧街缓解压力。如今在从事职业运动后，他已经戒酒了。
回想起这些年在北京的经历，马蒂对美食念念不忘。他很接地气地说道，“我喜欢路边摊，羊肉串、烤馒头……”
“那天在冬残奥村餐厅里吃到了羊肉串，我已经很满意了。唯一遗憾的是，还没找到茉莉清茶饮料。”
中新体育：有没有在北京寻觅到美食？
刘迪：马路边的羊肉串是最好吃的！有一次我和朋友去三里屯，我们“消灭”掉了100串羊肉串。
在北京生活期间，不少芬兰好友也会来中国游玩。对于如何做好“导游”，马蒂同样深谙其道。“如果是年轻人，会带他们去学院路；如果是年龄大一点的朋友，我就带他们去天安门、长城。”
而长期居住在中国，马蒂也早已被打上了鲜明的东方文化“烙印”。他曾在内蒙古草原骑过马，对于打麻将也略知一二……
女儿会写ABC前，就认识汉字
“她叫刘萱，我们叫她萱萱。”谈起女儿，马蒂的嘴角又上扬了几度。
中新体育：是否会向女儿介绍中国文化？
刘迪：她已经会说中文了，我女儿她说，还没会写ABC的时候，就已经能认识一些汉字。
“女儿出生之后，我妻子和女儿说法语，我跟她说英语，我爸爸和他说芬兰语，我妈妈给他讲中文。”
图为刘迪女儿练习单板滑雪。受访者提供视频截图谈起已经接触过四国语言的女儿，马蒂很是骄傲。
其实近几天，是马蒂妻子的临产期。作为丈夫，他想陪在妻子身边，亲眼看到第二个孩子出生。这次中国之行前，马蒂犹豫了很久。
中新体育：当时为什么选择来参加北京冬残奥会？
刘迪：这不是一个简单的决定。最后是我妻子劝我来的，虽然她不想生孩子时没人陪伴，但她知道单板滑雪是我的职业。而且北京是我的老家，所以这个机会我不能失去。
马蒂调侃着说道，“我希望儿子等到我回家之后再出生。”
多才多艺，深爱中国功夫
长时间在中国生活的马蒂，对于中国功夫同样痴迷。太极拳、双截棍他都练得有模有样。
中新体育：在中国，最难忘的经历是什么？
刘迪：我在北京住了很长时间，学过武术、太极拳、双截棍，也参加过几次比赛，这些都给我带来了深刻印象。特别是和我的中国教练，一起训练的朋友共同交流。
从在北京语言大学参加太极拳课程，到在路边被打双截棍的师傅所吸引，马蒂变得越来越多才多艺。
“我的太极拳课得了100分。”马蒂满意地笑了。
图为在跆拳道俱乐部的刘迪。受访者供图马蒂即将成为两个孩子的父亲，当被问及将在赛场上打拼到多少岁时，马蒂坦言，“只要我身体允许的话，就会继续。”
中新体育：未来会考虑来中国定居吗？
刘迪：我会保持这个意见，如果有机会的话，我肯定会考虑。
金发碧眼的他，自称“老北京”；身为芬兰运动员，却在中国生活过20年，在马蒂的娓娓道来中，他和中国的故事也将被更多人所熟知。(作者 刘星晨)
| 彩神彩票地图 |
