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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）
波音中国总裁：中国民用飞机市场未来更具潜力******
【跨国企业在中国】
编者按：
走进在华跨国企业，听外企老总谈“中国式现代化机遇”、释“经济全球化之道”。
中新网10月27日电 题：波音中国总裁：中国民用飞机市场未来更具潜力
中新财经记者 吴涛
“随着中国经济的大发展，现在中国已经成为波音最大的海外民用飞机市场，而且在未来更具潜力。”近日，波音中国总裁谢利嘉(Sherry Carbary)接受中新财经专访时称，非常看好中国民用飞机市场前景。
谢利嘉称，民用航空业是经济发展的主要表征之一，也是支持经济发展的重要力量。至今，波音已经向中国的航空公司和租赁公司用户交付了超过2000架飞机。波音预测未来20年中国民航业将需要引进近8500架新的民用飞机。
访谈实录摘要如下：
中新财经：2022年，波音公司进入中国刚好50周年，波音是如何服务中国高速发展的航空市场的？未来将如何匹配中国高质量发展的步伐？
谢利嘉：波音与中国的长期合作伙伴关系已经有半个世纪之久。1972年，中国民航订购了首批10架波音707飞机来更新机队并开拓国际航线网络，此举标志着波音飞机进入中国市场。
自从1972年以来，我们非常自豪见证并参与了中国经济的快速发展。中国对于波音而言，不仅是一个巨大的市场，也是非常重要的合作伙伴。如今，中国航空制造业参与了所有波音在产民用飞机机型的制造，包括737、747、767、777和787梦想飞机。目前，飞行在世界各地的超过10000架波音飞机上都采用了中国制造的零部件和组件，这是中国航空制造业取得的一个非常了不起的成就。
我们一直在与中国持续拓展坚实而创新的合作伙伴关系，迄今已经涵盖了飞机制造与运营的全生命周期，包括零部件与组件的生产、飞机完工和交付、飞机改装与维修，以及航空服务等各个领域。
着眼未来，波音积极投资启迪未来的航空业人才。波音在2009年启动了“放飞梦想”航空科普教育项目，旨在激发中国青少年对航空的兴趣，从而可以在未来投身航空产业。十多年来，已经有来自中国14个省市区的超过14万名学生和数千名教师参与其中。2017年开始，这个项目又通过在线课程和线下活动并举的方式惠及了更多偏远地区的师生。
中新财经：中国坚持推进高水平对外开放，建设中国式现代化，作为全球知名的跨国企业，从全球视野来看，中国新发展将为波音等跨国企业带来哪些新机遇？
谢利嘉：民用航空业是经济发展的主要表征之一，也是支持经济发展的重要力量。50年来，波音公司一直致力于向中国交付业界领先的高效节能的飞机。
我们于1973年向中国交付了第一架707飞机，与中国经济快速增长的步伐相匹配，50年以来，我们已经向中国的航空公司和租赁公司用户交付了超过2000架民用飞机，第一批1000架飞机的交付耗时40年，而第二批1000架飞机的交付仅仅用了5年多时间。随着中国经济的发展，现在中国已经成为波音最大的海外民用飞机市场，而且在未来更具潜力。
中新财经：目前，中国成为美国以外的波音最大的民用飞机市场。波音对中国民用航空市场有哪些展望，会有哪些投入？
谢利嘉：根据我们最新发布的2022年《民用航空市场展望》，未来20年中国民航业将需要引进近8500架新的民用飞机，同时，中国将需要价值超过5450亿美元的民用航空服务用来支持民航机队的这一巨大发展。波音希望可以用自己的世界级水平的产品和服务来帮助满足中国民航业的未来需求。
中国蓬勃发展的电商业和快递业是一个新的重要经济增长点。在此背景下，波音于2016年在合资企业上海波音航空改装维修有限公司启动了737-800波音改装货机(BCF)项目，将退役客机改装成为货机，一方面延长飞机的使用寿命，另一方面助力民航业的可持续发展。现在，这个项目在中国已经设立了十多条改装线并交付了超过100架飞机，取得了显著的成功。
中新财经：您提到，目前超过10000架飞行在世界各地的波音飞机上使用了中国制造的零部件和组件。在产业链协同、高质量航空复合材料生产方面，波音如何在中国市场实现进一步的共赢？
谢利嘉：波音与中国航空工业集团旗下多家成员单位和中国商飞旗下上海飞机制造公司都建立了飞机零部件生产合作关系。可以说，波音飞机的成功，也是中国航空制造业的成功。
天津波音复合材料公司是波音首个在华合资企业，也是我们与中国航空工业集团开展合作的一个典范。该企业主要开展高质量航空复合材料零部件的制造及装配业务，其中包括主结构件、次受力结构件与内饰件，迄今已经交付了超过160万件产品。目前，天津波音正在进行三期扩建，以期进一步提升产能。
波音还与航空工业集团合作成立了制造创新中心，迄今已经向超过10000名波音在中国的供应商员工提供了培训，以帮助供应商实现首批质量过关，并确保生产体系的稳健和高安全水平。(完)
（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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