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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春运高位运行：如何答好新“考卷”******

　　【贯彻党的二十大精神·推动高质量发展】

　　光明日报记者 訾谦

　　1月7日，一年一度的春运“大考”正式拉开大幕。不再落地检，不再隔离，不再查健康码……作为疫情防控进入新阶段后的第一个春运，今年春运备受全国人民的关注。

　　回家过年，是中国人最深层的情结；趁着春节来一场旅行，也是许多家庭一年中最重要的期待。过去三年，在“就地过年”的倡导下，许多家庭中的成员分散在各地，未能与家人在春节团聚。如今，随着防疫新政的落地，回家的温暖正在期待中升温。不论是踏上回家的归途，还是走在旅行的路上，不管目的地在何处，春运的方向就是家的方向。

中国铁路南昌局集团南昌车辆段工作人员进行巡检作业。肖尧摄/光明图片

　　尽享团聚 客流量显著提升

　　春运首日，在中原大地上，郑州东站的候车大厅内南来北往的乘客熙熙攘攘，候车大厅服务台上摆放着的年宵花束年味十足。

　　57岁的刘大妈一手拎着一捆山药，一手提着几包大枣和胡辣汤料，眼睛时刻关注着候车大厅屏幕上的车辆信息表，生怕错过了高铁。

　　“今年我去北京女儿家里过年，她工作比较忙，已经两年没回来了，我这次去正好给她带点家乡的特产！”刘大妈话语中洋溢着掩饰不住的兴奋，“去年高铁提速，从郑州到北京只需要2小时11分钟，现在出行也方便，以后我可以常去看女儿了！”

　　与此同时，在祖国的北方，一台从哈尔滨站始发的Y687次旅游专列正缓缓驶离站台，踏雪寻冬。据悉，这是今年春运期间开行的首趟冰雪环线旅游专列，大量来自我国华东、华南等地区的游客搭乘专列，开启冬日畅游北国风光之旅。

　　“我早就想来东北看看真正的大雪长什么样子了！但这几年由于疫情原因，一直没有出过远门。今年政策调整了，学校也放假得早，我就跟爸妈一起来这边过新年。”列车上，21岁的广州小伙王博文被窗外的雪景所吸引。据他介绍，今年寒假他要趁着这个空闲，把雪乡、雪景和滑雪统统体验一遍。

　　不论是返乡还是旅游，对于正在亲历今年春运的旅客来说，都能明显感受到客流量的显著提升。根据交通运输部初步分析研判，今年春运期间客流总量约为20.95亿人次，比去年同期增长99.5%，恢复到2019年同期的70.3%。从客流构成看，预计探亲流约占春运客流的55%，务工流约占24%，旅游和商旅出行分别约占10%。

　　同程研究院首席研究员程超功表示，与2022年同期相比，2023年春运表现出强劲的复苏势头，铁路、民航、公路的旅客发送量预计会有较大幅度增长。客流量整体走势方面，春节前的客流高峰较往年相对平滑，但探亲流与务工流在春节前5至7天内仍将出现明显的叠加效应，客流高峰时段传统返乡线路的运力仍然偏紧。

　　正因如此，为了进一步满足旅客的出行需求，交通运输部门采取了多种方式增加运力。数据显示，今年春运全国铁路最大客座能力比2019年增长11%，高峰日最高可安排开行旅客列车6107对，客座定员可以达到914万人。国铁集团客运部主任黄欣表示，铁路部门将统筹用好去年开通的新线和新站资源，以及新投用的复兴号动车组等先进装备，增强路网整体功能，提升客运能力。

　　此外，春运期间全民航日均安排客运航班11000班，中国民用航空局总飞行师万向东表示，虽然这个数字不及2019年春运，但民航局将积极引导航空公司在筑牢安全底线的前提下，支持春运期间国内航线加班，鼓励航空公司更灵活地调配运力，满足春运期间热点地区、热点航线的旅客出行需求。

江西赣州西站工作人员为小旅客送新春礼物。邹阳摄/光明图片

　　保障有力 旅途中收获温暖

　　“这几年坐飞机都没有这么方便了，现在简直是‘畅行无阻’！”8日，在北京大兴机场的航站楼内，冉宇踏上了春节前最后一趟出差的旅途。

　　据冉宇介绍，出差是他工作中非常重要的一部分。两年来，他每次乘坐飞机前都要提前3小时来到机场，就是因为扫码、测温、报备等多种防疫措施可能会导致旅客排队，从而耗费大量时间。“现在又恢复了曾经的无纸化乘机，对旅客来说真的方便多了。”

　　良好的服务保障能够在春运中给旅客带来更多幸福感，方便、快捷的服务体验不仅可以提升出行效率，还可以让旅客在回家路上尽享愉悦的心情。

　　春运工作专班副组长、交通运输部副部长徐成光表示，今年春运，交通运输部门将加强各种运输方式信息共享和运力对接，不断提升旅客换乘效率，及时增开售票窗口、自助终端和安检通道，积极推广应用线上购票、电子客票、自助验票等服务，扩大无纸化、无接触服务范围。积极关爱帮扶老幼病残孕乘客，完善无障碍设施，提供必要的出行帮助。

　　其中，中国铁路南昌局在11个学生流主要地车站，为学生团体旅客提供预约进站、专区候车、优先检票上车服务；中国铁路呼和浩特局则在部分车站为候车旅客送上精心准备的春联和福字，向广大旅客送上祝福；北京大兴机场针对12至17岁没有家长陪同的青少年群体推出“无成人陪伴青少年服务”，弥补青少年这个无人陪伴旅客群体服务的空白；上海浦东和虹桥机场则为需要帮助的旅客提供无障碍洗手间、独立母婴室、安检无障碍通道和私密检查室等无障碍延伸服务……

　　“这几年，虽然疫情影响了很多旅客的出行，但作为经常出差的‘赶路人’，我可以真真切切感受到出行体验的一步步改善以及‘交通人’的无私付出。”冉宇说，如今出行条件越来越好，服务质量越来越高，旅客在春运中收获的幸福感自然越来越多。

　　据悉，今年春运期间，铁路部门将全国站内便捷换乘的车站由过去80个增至100个，同时在到站补票和列车补票业务环节全面实施电子化，旅客在办理补票、变更等业务时，不再收取手续费；民航部门也进一步优化航班计划编排，切实减少因航班取消和延误给旅客出行带来的不便。

　　每年春运对交通运输部门来讲都是一场“大考”，今年的“考题”可能更难。徐成光说：“全体交通人都深知做好今年春运工作的极端重要性，我们将以最大能力、最佳状态、最优服务，努力打造平安春运、健康春运、便捷春运、舒畅春运。”

检车员检查轮缘踏面，确保列车运行安全。张学冬摄/光明图片

　　未雨绸缪 多措并举保安全

　　不论是民航还是铁路，今年春运以来，在为旅客提供便捷服务的同时，如何在满足群众出行需求下降低疫情传播风险，成为交通运输部门需要面对的挑战。

　　早前，铁路部门已经明确，倡导旅客错峰出行，减少人员聚集，强化车站客流组织，积极推广无接触式服务，引导旅客有序分散进站候车，保持安全距离。民航局也明确要求做好疫情防控相关工作，持续做好客流引导，尽可能为旅客提供无接触式服务，并做好一线员工健康监测和重点场所清洁消毒、通风，降低旅客感染风险，让旅客安心出行。

2023年春运启动，旅客在深圳北站乘车。新华社发

　　“春运是人员流动规模最大、出行最为集中的时期，百姓回乡过年、探亲访友的愿望较为强烈，特别是农村地区群众返乡、探亲访友、赶集赶场等出行需求增加，新冠疫情向偏远农村地区扩散的风险明显增大。”交通运输部运输服务司相关负责人表示，旅客在出行前可多关注交通部门的出行提示，提前做好出行规划，备足随身携带的个人防护用品。

　　此外，据北京市交通管理局工作人员郅煜介绍，如今许多百姓已经“阳”过或正在“阳”，有发热、咳嗽等症状者，为了缓解症状，多数人会吃退热类药物及止咳药物。很多止咳药和感冒药中都含有引起眩晕和嗜睡的成分，服用后会出现嗜睡、头晕、反应迟钝甚至视觉模糊等副作用。

　　“如果春运期间需要驾车出行，服药后所出现的眩晕或幻觉会使人难以集中精神，势必影响驾车安全，很容易酿成祸患。”郅煜表示，如今药物种类繁多，每个人遇到的副作用不尽相同，建议服药前仔细查阅说明书，如服药后出现身体不适或上述不良反应时，应待好转后再驾驶或使用其他交通工具。

　　郅煜还指出，部分“阳康”后的驾驶员可能会有胸闷、气短、头晕等情况。如遇这些情况，要注意补充水分，及时休息，不疲劳驾车，开窗通风。

　　对于选择铁路或民航出行的旅客来说，今年春运则要提前规划好行程时间，避免在候车室、候机室等人员密集场所长时间停留。专家表示，在候车、候机时，需全程佩戴一次性医用口罩及以上级别口罩。在旅途中，还要尽量减少在交通工具上的用餐或饮水次数，打喷嚏时用手肘或纸巾遮掩，减少病毒散播风险。

　　另外，现在许多人有随身携带酒精消毒喷剂的习惯，但不论是乘坐火车还是飞机，酒精均属于违禁物品，旅客不仅不能随身携带，而且不能托运。旅客在旅途中如有消毒需求，可以随身携带处于完整包装下的消毒湿巾、棉片，但限于个人自用的合理数量。

　　“运输安全历来是春运工作的重中之重，相信在大家的携手努力下，今年春节一定是一个安乐祥和的幸福年！”交通运输部运输服务司相关负责人说。

　　《光明日报》（ 2023年01月12日 15版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）