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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）

“新农具计划”首期收官，新农人玩转乡村振兴“新农具”******

　　中央农村工作会议明确，产业振兴是乡村振兴的重中之重。作为产业振兴的有力措施，直播正成为越来越多“新农人”手中的“新农具”。

　　1月11日，由重庆市政府联合腾讯西南总部、腾讯研究院、微信共同发起的数字化助力乡村振兴项目——“新农具计划”首期暨“百日火种行动”收官，支持新农人熟练掌握视频号、企业微信、小程序等数字化经营工具，降低农村网络交易门槛。

　　“从0到1”后“陪跑”100天

　　场均观看人数超过3000人，最高单场销售额超过1.1万元，凭借这一成绩，“唐老腊”成为“百日火种计划”的“冠军学员”。这一成绩，也让刚开播三个月的“新手主播”唐陈喜出望外。

　　2022年9月下旬，在当地政府的牵线搭桥下，“唐老腊”负责人唐陈和张石强参加了“新农具计划”。在为期两天的线下培训中，两位“新手”主播和来自巫溪、酉阳、彭水三县的新农人一起，学习了短视频、直播带货等数字化技术。

　　培训结束后，“百日火种计划”接续启动。在三个月的时间里，腾讯组织供应商百准、脸赋云一对一、手把手地指导主播的话术及场控、排品过品的逻辑、直播节奏的把握、直播间留人技巧，让品牌更有说服力。每场直播过后，团队还在讲师的带领下复盘直播表现，改进直播技术。“比如在开始直播的五分钟安排引流品，之后是福利品、爆款商品等，这样就可能吸引那些刷到直播的人，成为我们的顾客。”唐陈说。

　　“传统的短期电商培训一般只能帮助新农人度过数字化技能学习‘从0到1’的阶段，而在培训后技能‘返0’、培训效果‘归0’现象普遍存在，百日火种计划旨在解决这一痛点，不仅是从0到1，还在扶新农人‘上马’之后陪跑100天。” 腾讯公司副总裁、腾讯研究院院长司晓表示。

　　打通私域生态，复购率明显提升

　　视频号自身的流量，以及微信、企业微信、公众号等完整的生态，是何航鞋业负责人何财明选择视频号的原因。如今，何航鞋业手工制作的丝瓜络布鞋，已形成了从田间到车间，再到直播间“三间合一”的成熟产业链模式，带动当地近200人的创业就业。

　　如今，在视频号直播的同时，主播们也都会提醒观众添加微信、进入微信群，打通私域生态。凭借精细化运营，客户转化率和复购率明显提升。

　　“视频号是以社交推荐为主，朋友点赞、转发的越多，被推荐的可能性越大。再加上我们通过微信建立微信群、公众号，触及面非常大。”何财明说，“何航鞋业”的客户复购率高达30%-40%。

　　司晓认为，相比其他平台，微信视频号更聚焦于私域生态的优势。“商家通过直播把用户沉淀到私域，或者通过企业微信号、个人微信号把公域的流量沉淀到私域，再通过私域的精细化运营，把私域流量导入到公域直播间去成交。”

　　打造更多三农领域超级IP直播间

　　中央农村工作会议提出，要落实产业帮扶政策，做好“土特产”文章，依托农业农村特色资源，向开发农业多种功能、挖掘乡村多元价值要效益，向一二三产业融合发展要效益。

　　各大平台也都积极打通农业供应链，进一步拓宽销售渠道，拓宽农民增收致富渠道。视频号直播创新“快速度、短距离、少环节”新型电商销售模式，帮助各地的土特产成为俏货。微信、公众号、企业微信等也都积极响应国家“乡村振兴”战略，成为新农具，帮助新农人沉淀私域流量，撬动更多公域流量，实现数字化经营。

　　像“唐老腊”和“何航鞋业”一样，如今，一条条腊肉、一粒粒大米、一双双布鞋等特色好物正在通过视频号直播间，从重庆的田间地头来到全国各地消费者手中。

　　腾讯公司副总裁兼西南区总经理蔡光忠表示，全国上千个县各有特色，无论是当地特色美食、农副产品还是个体品牌，都可以打造“视频号头部县域IP直播间”，培养享誉一方的地域性头部县域品牌。下一步，“视频号新农具火种计划”将会利用资源和经验，在更多县域都打造出多个具有影响力的三农领域超级IP直播间。

　　“我们将扎实推进电商产业融合发展，进一步挖掘、培育各地‘名优特新’等适合网上销售的农产品，让更多的特色产品通过视频号平台走出去，推动产业振兴更上新台阶。”蔡光忠说，“同时，我们也将继续以培训为切口，助力农村人才培训，帮助他们补链条、兴业态、树品牌，增强市场竞争力和可持续发展能力。”

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）