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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）

维谢格拉德四国经济面临新挑战******

　　光明日报记者 杨艺明

　　国际货币基金组织总裁格奥尔基耶娃日前表示，2023年半数欧盟国家将陷入经济衰退。近期此间多家媒体、经济机构、专家学者对包括波兰、捷克、匈牙利、斯洛伐克在内的维谢格拉德集团国家（以下简称“V4国家”）2023年经济形势进行展望和预测认为，受当前能源价格上涨、通货膨胀、供应链受阻等因素影响，V4国家作为欧盟中等规模经济体均面临不同程度的困局。

　　工业生产进一步下滑

　　俄乌冲突爆发已近一年，这场发生在“家门口”的战争给V4国家的经济社会带来巨大的冲击，不仅体现在政府政策调整上，也体现在百姓的日常生活中。甚至在今年相当长的一段时间内，冲突还将对V4国家的经济、能源、财税、产业等带来一系列广泛且深刻的影响。

　　V4国家工业、制造业基础较好，工业产品出口长期以来是其国民经济的重要支柱。以汽车行业为例，新冠疫情和随后的俄乌冲突推高了能源、零部件和原材料价格，企业融资成本明显增加，物流受阻。捷克最大的汽车制造商斯柯达公司就面临这样的问题，其销售和营销董事会成员雅恩日前表示，如果可以获得所有零部件，斯柯达2022年的汽车销量可能增加20%到30%。但因为全球整体需求下降，订单大幅减少，捷克2022年出售新车19.2万辆，同比下降了7.15%。

　　标准普尔机构日前表示，波兰制造业采购经理人指数（PMI）从2022年11月的43.4升至12月的45.6，捷克从11月的41.6升至12月的42.6。该指数的50点水平是增长和收缩的分界线，显示出波兰和捷克制造业状况在2022年12月仍然处于恶化状态。匈牙利采购经理人指数也处在异常区间。与世界其他地区相比，包括V4国家在内的整个欧洲都面临着工业竞争力下降的危险。

　　欧委会2022年11月曾表示，预计2023年捷克工业将继续受到供应链受阻和能源价格高涨的影响，整体经济将处于衰退边缘，经济增长率将放缓至0.1%。捷克财政部长斯坦杜拉也坦言，捷克已经处于“温和衰退”中。根据捷克统计局2022年12月数据，与2021年12月相比，企业和消费者对整体经济的信心均有所下降。捷克赛勒斯银行首席经济学家维特哈迪尔表示，2023年的经济衰退对捷克的打击将比其他大多数欧盟国家更严重。

　　斯洛伐克布拉迪斯拉发联合信贷银行首席经济学家科尔什扎克称，由于俄乌冲突、创纪录的通货膨胀以及斯洛伐克工业几个重要出口市场收紧货币政策，斯多个工业部门将被削弱，国内产业仍然低迷。有分析人士称，能源价格上涨和能源供应短缺对斯洛伐克工业造成的打击比其他几个V4国家更严重。波、捷、匈2022年工业生产至少同比实现了增长，而斯却下降了2.6%。专家预计，在2023年前几个月内，V4国家工业生产将进一步下滑。

　　能源多元化阵痛难免

　　V4国家与俄罗斯地缘相近，长期以来享受着低成本能源的实惠。俄乌冲突爆发以来，在欧盟整体减少对俄罗斯能源需求的政策背景下，高度依赖俄能源的V4国家在2023年不得不继续想办法寻找新的能源供应。

　　波兰长期以来对俄强硬，一直在努力减少对俄罗斯的依赖。此前，波兰每年超过50%的天然气从俄罗斯进口，但合同已于2022年年底到期。作为替代，波兰正通过波罗的海管道从挪威进口天然气，并扩建其液化天然气接收站。这也使华沙成为呼吁欧洲拒绝俄罗斯化石燃料最响亮声音之一。

　　虽然捷克和斯洛伐克都赞成对俄实施全面制裁，但俄气在两国天然气消耗量中的占比分别高达98%和85%，短期内切断俄能源供给并不现实。斯洛伐克金融政策研究所表示，V4国家中，斯洛伐克经济遭受能源危机的打击最为严重。捷克贸易和工业部长西克拉日前表示，捷克目前不受欧盟对俄石油进口禁运的限制，但在2024年要解决依赖俄化石燃料的问题。两国正寻求通过购买德国或波兰的液化天然气、开发核能等措施提升能源供给多元化。斯洛伐克虽然在风能、太阳能、地热能等可再生能源方面有巨大潜力，但开发进展非常缓慢。当地社区民众抵制风力发电项目，行政机构效率低下，导致风电行业的环境影响评估需要数年才能完成。目前，斯洛伐克生产的可再生能源占其能源总产量的23%，波兰为16%，捷克为15%，均低于欧盟37%的平均值。因此，这些国家在短期内完全摆脱对俄化石能源的依赖并不现实。

　　匈牙利的能源政策更显务实。匈牙利约85%的天然气来自俄罗斯，匈总理欧尔班表示，90%的匈牙利家庭都使用天然气取暖，不愿完全停止购买俄罗斯天然气。同时，考虑到如果俄罗斯进一步削减对欧洲的能源供应，可能会给匈牙利带来风险，匈政府正以开放的态度寻求多元化能源供给方案。近日，匈牙利与斯洛文尼亚讨论建设一条连接两国的天然气管道。总体上，V4国家能源转型的阵痛在一定程度上给其经济发展带来不确定性，影响市场预期。

　　乌难民涌入带来利与弊

　　从地理位置上看，V4国家靠近俄乌冲突前线，斯、波、匈更是直接与乌接壤，四国因此成为接受乌克兰难民最多的地区。其中，波兰接收难民总数最多，捷克人均接受难民数量最多。根据波兰边防卫队的每日报告，截至今年1月4日，已有近810万乌克兰人越境进入波兰。虽然目前近620万人已经回乌，剩下的190万人中也有部分转入欧盟其他国家，但预计未来仍会有超过100万难民把波兰作为永久家园。

　　难民的大量涌入对V4国家的经济社会产生了深远影响。波兰政府估算，截至2022年年底已花费180亿波兰兹罗提（约合38.3亿欧元）帮助乌克兰难民，包括福利、儿童教育、医疗保健等支出，而普通民众花费了更多的金钱和精力帮助难民，向其提供长租公寓或房间等。

　　同时，难民涌入也给四国经济增长带来新动力。一方面，增加了劳动力。乌克兰人受教育水平较高，对V4国家有文化认同。波兰罗兹大学研究表明，多达一半的乌克兰难民接受过高等教育。乌克兰难民也从仅仅寻求避难逐渐转向在当地谋生，缓解了当地的低出生率和人口老龄化问题。有报告称，截至2022年年底，难民流入可能使欧盟的劳动力增加0.5%，是2015—2016年难民潮的两倍。截至2022年9月底，乌克兰人已在波兰开办了近1万家大小企业，涉及软件服务、建筑和装修、理发和美容等，为当地贡献税收，难民的投资置业等也带动了当地的银行信贷。

　　另一方面，提振了食品、服装和其他生活必需品的生产和销售。波兰统计局数据显示，波兰纺织品、服装和鞋类的销售额在2022年3月同比增长41.9%，4月同比增长121.4%。显然，难民将继续带动当地这类消费品以及药品、化妆品的销售。

　　不过，大量难民的涌入挤压了当地的社会空间，占据了社会资源，带来了新的问题。据报道，不少波兰民众表示，难民甚至比当地人享有更好的医疗、社保等福利待遇。如何帮助难民更好融入当地经济社会生活，成为2023年摆在V4国家面前的重要问题。

　　（光明日报布拉格1月11日电）

　　《光明日报》（ 2023年01月12日 12版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）