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）
中新社70年｜忆九八抗洪：伴着洪峰走，枕着长江睡******
编者按：
本期小牛工作室特邀参加1998年抗洪报道的中新社记者顾立军、田惠明，为大家回忆九八抗洪采访和应对“汛考”的难忘往事。
灾区欢迎三种人
24年前，1998年8月，沿江诸省，阴云密布，连月不开，暴雨如注，十日不停，恨不得将20世纪最后两年的雨水一下子倾吐出来。
四川的嘉陵江、岷江、乌江、沱江，湖南的湘江、资江、沅江、澧水，湖北的汉江，江西的赣江，呼啸着涌入长江，长江水位持续暴涨，洞庭湖满了，鄱阳湖溢了。滚滚江水，浩浩荡荡。
一时间，抗洪救灾成为举国上下的头等大事。
关键时刻显真情：身着绿衣的解放军官兵冲上了江堤，扛沙袋、堵管涌；穿白衣的医生护士赶到了灾区，医病患，救伤者；媒体记者闻风而动，穿梭在长江两岸，拍灾情，录实况，将军民团结抗洪救灾的新闻及时传至海内外。他们是灾区最受欢迎的三种人。
▲中新社采访团记者与当地民众合影中新社的记者不用扬鞭自奋蹄。
此时，时任湖北分社社长章敦华正全力以赴，疾走长江两岸。武汉支社长柳俊武镇守三镇，三峡支社长罗德惠负责宜昌，江西分社长段八一出征九江，总社摄影部多位记者急赴鄂、赣两省灾区，大家合力同心，及时将长江抗洪新闻采写发出。
眼看着洪灾越来越严重，总社又派出了一支抗洪采访小分队，于8月13日中午，乘白色桑塔纳、蓝色吉普车，驶出总社大门，向着长江抗洪前线出发了。
▲田惠明、赵胜玉、陶社兰乘冲锋舟采访灾区报道组成员有：时任社长助理顾立军为总负责，总编助理田惠明协调图文发稿，湖北分社长章敦华负责采访总调度，文字记者陈建、赵胜玉、陶社兰，摄影记者为邹宪。司机杨福顺、林宪。
星夜驱驰 奔赴荆州
我们星夜驱驰，沿高速公路直达郑州，稍作休息，又走107国道南下，当时京广高速还没有修到武汉。
我们马不停蹄，终于在14号傍晚时分，跨过了长江大桥，与章敦华会师于武昌城下。
15号我们在武汉市区采访，登黄鹤楼头远眺：江水翻滚横流，江面宽阔无涯，水位即将贴近长江大桥了。昔日江上百舸争流，今日没有一艘行船。
武昌沿江大道上，处处是堆的山高的沙袋，用以阻挡肆虐的江水入城。我们登上沿江大堤，穿行街头巷尾，一边察看水情，一边制定下一步的采访路线。
敦华社长的家乡在荆州公安县，他对长江再熟悉不过了。他说：“荆江大堤是长江的生命线，荆州沙市水文站是荆江大堤的晴雨表，荆州公安县是长江的分洪区，万里长江险在荆江。我们应该立刻赶到荆州去。“
事不宜迟，16日清晨， 杨福顺、林宪不顾疲劳，驾车飞速向五百里开外的荆州驶去。我们这两辆采访车此次发挥了巨大的作用，它兼有多种功能。
一是交通功能：哪里出险情，哪里有新闻，我们的采访车就可以每小时百公里以上的速度尽快抵达。
二是办公功能：我们的照相器材、电脑、传真、录音机、传真机、水情资料、地图等办公用品均在车内，大家在行进之中就可以打字发稿、研究题目、拟写采访提纲。
三是餐厅功能：我们的车上装有矿泉水、饼干、方便面、水果、香烟等，渴了、饿了就在车上解决。停车后，两位司机会及时采购补给。
四是卧室功能：采访车也是卧室。累了、困了就在车上打个盹儿。养精蓄锐，上车就睡，体力迅速恢复。下车就干，不知疲倦，一直保持良好的采访状态。两位司机可以停车大堤下，抓空睡会儿。
中午抵达荆州，我们站在荆州抗洪指挥部五楼顶上望去，数十米开外即是荆江大堤，长江第六次洪峰正滚滚而来，堤内是一望无际的浩瀚江水，水位已经超出警戒线两米多，快与楼顶齐平了。
如果荆江大堤一破，江水不但吞没荆州古城，而且一路向东，直逼武汉。可以说保住荆江大堤，就是保住了武汉三镇。
留下还是撤离？
此时，暴雨依然不停，水位一高再高，当地的水利专家告知，要想保住大堤，确保武汉安全，万不得已的情况下，只有在荆州对岸的公安县北闸大堤炸坝分洪，公安县有一个已经规划好的分洪区。
不容耽误，我们要立刻赶到公安县去，荆州与公安县隔江相望，只有几十里的距离，但江面上早已封锁，轮船停驶，摆渡停开，荆州也无大桥横江。
此时要想到对岸的公安县，只有驱车向西100多公里，那里有枝城长江大桥，过桥后再向东折回100多公里，才能到达公安县。两位司机二话不说。继续驾车长途奔驰，终于在傍晚时分到达了公安县城。
由于分洪已经提前预警通知，几十万村民准备“舍小家保大家”，要提前开始撤离。逆行者是解放军战士，他们列队扛锹，喊着口号跑向江边。
湖北媒体同行告知：公安县北闸的大堤上已经挖好了一百多个爆破坑，里面填装了近二十吨炸药。
万事俱备，只等当晚上九点后，中央一声令下，即可炸坝分洪。要炸开分洪的口子长2500米，届时，长江水将一路咆哮倾泻……
如果这样，几十万亩良田将被淹，几十万人口将流离失所，公安县分洪区将是一片汪洋。
怎么办？我们报道组是留下来坚守，还是撤离到安全地带？留下，可以采访到分洪现场鲜活的新闻，记者聚集的公安县抗洪指挥部的三层楼顶还可以抵挡一阵。
离开，关键时刻记者哪能撤离现场！但两辆采访车泡在水里，将彻底报废。
几十万人的家园保住了
怎么办？敦华社长坚定地说：“公安县就是我的家乡，我要留下来”。顾立军说：“九一年安徽淮河水灾我就在现场，我有抗洪的经验，我留下。”
摄影记者邹宪表示，我也要留下来，我用相机记录下炸坝分洪的瞬间。其他几位记者也表示愿意留下采访，让车辆撤离。经过一番讨论，最后决定顾、章、邹三个人留在公安县城，其余的撤到50公里开外的一处叫藕池的高地。
就这样，他们三人冒着生命危险留在了公安县城。其余的人驾驶两辆车急速向高岗之地驶去。
▲记者陈建在采访现场此时已经快晚九点了，公安县城已是漆黑一片，老百姓基本都撤离了，只有军车和军人们在行动。大喇叭还在反复播放着赶快撤离的通知。
我们驾车出了县城，沿着公路狂奔，一路暴雨倾盆，雷电交加，雨刷器用最快的速度来回的刷着，但仍看不清前面的路，车窗外白茫茫一片，大家谁也不说话，司机紧握方向盘，手在发抖，仍然拼力的前行。
我们睁大眼看着窗外，寻找着高点儿的建筑物。大家都表示，一旦分洪的江水追过来，我们就弃车跑到制高点上去，或者爬到大树上。
好在一路有惊无险，一个多小时后，我们终于看到了灯火，看到了高岗之地上避险的受灾民众，这时大家才松了一口气。
8月16日，这是一个不眠之夜，我们不时打探着公安县的消息。
一小时一小时地过去了，深夜两点多，终于，肆虐的江水有所收敛，荆州沙市的水位停在了45.22米，远远高出可以分洪的水位，据说这是150年来长江历史上的最高水位。
这是一招险棋，中央高层临危不乱，科学决策，指挥若定，坚持住了，没有下达炸坝分洪的命令。大坝保住了，公安县保住了，几十万亩良田保住了，几十万人的家园保住了。
伴着洪峰走，枕着长江睡
17日上午，我们的报道组又会师了。从17日起，我们又沿长江两岸的石首、监利、洪湖、赤壁、咸宁、岳阳一路采访，伴着洪峰走，枕着长江睡。
敦华社长得知了洪湖市长的行踪，知道其日夜坚守在长江边的一艘船上。堤在、船在、人在，这艘船就是洪湖市抗洪救灾的指挥部，市长吃住在船上已经几十天了。
敦华社长连夜前去采访，没有灯，打着手电做记录。采访回来后，熬夜写就了专访洪湖市长的稿件。
▲章敦华夜访时任洪湖市长记者陈建、赵胜玉、陶社兰更是勇者无畏，来到原42军叶军长的石首市抗洪指挥部，并自报家门进行采访，豪爽好客的叶军长被记者勇敢的精神感动了。
这位将军似乎与记者们很投缘，不但接受了我们的采访，还相约第二天，一起乘冲锋舟深入孤岛村庄，去查看被困的灾区。看看救灾的战士们，以鼓舞士气。
▲陈建采访原42军叶军长要知道，能深入到被淹的村庄去现场采访，没有船是寸步难行的。机会难得，第二天上午，我们身着橙色救生衣，随着叶军长一行，乘上冲锋舟，向着险情最严重的村庄驶去。
我们看到，灾区险段，战士们有的泡在泥泞中挖土，有的扛起沙袋一溜小跑，将沙袋垒在堤坝上。顾立军真是有经验，他钻进受灾民众的帐篷里，摸摸被子，看看锅里，又递给老乡们香烟，与他们深入交谈采访，民众将许多的心里话都讲给了他听。
▲顾立军在采访受灾民众邹宪的相机不停地拍着，留下了一个又一个难忘的画面。记者的稿件不停地写着，一篇篇传回了总社。值得我们自豪的是，报道组采写的《灾区欢迎三种人》稿件，角度新颖，文笔流畅，后来荣获了第九届中国新闻奖二等奖。
24年过去了，在1998年长江抗洪报道中，我们目睹了世纪大洪水的惊涛骇浪，我们经历了十几天采访的惊心动魄，我们留下了刻骨铭心的回忆，这段经历成为了我们新闻生涯中一段难忘的旧事。
作者：顾立军 田惠明
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