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来源：快盈v邀请码2024-12-10 17:48

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）

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东西问｜徐华清：全球气候危机加剧，联合国气候大会能否变承诺为行动？******

　　中新社北京11月12日电题：全球气候危机加剧，联合国气候大会能否变承诺为行动？

　　——专访联合国气候变化大会中国代表团随团专家、国家应对气候变化战略研究和国际合作中心主任徐华清

　　中新社记者阮煜琳

　　11月6日至18日，《联合国气候变化框架公约》第二十七次缔约方大会(COP27)在埃及海滨城市沙姆沙伊赫举行。2022年以来，极端天气频发、乌克兰危机、能源危机在欧洲蔓延等，都让全球应对气候变化的未来更加充满不确定性。在此背景下，国际社会对本届联合国气候变化大会高度关注。

资料图。“保温”防融化瑞士为阿尔卑斯最古老冰川盖上毯子。

　　近日，正在埃及沙姆沙伊赫参加联合国气候变化大会的徐华清接受中新社“东西问”书面专访，就当前全球气候变化领域诸多热点问题给予解答。徐华清是联合国气候变化大会中国代表团随团专家、国家应对气候变化战略研究和国际合作中心主任，曾被政府间气候变化专门委员会(IPCC)授予2007年诺贝尔和平奖的贡献奖，2000年起参加中国政府气候变化谈判代表团谈判及专家组工作。

　　现将访谈实录摘要如下：

　　中新社记者：全球能源形势不容乐观，欧洲一些国家考虑重新增加传统能源使用，这是否会增加全球应对气候变化的不确定性？

　　徐华清：乌克兰危机以来，欧亚地缘政治格局发生深刻改变，特别是欧盟坚定推行“去俄罗斯化”能源政策，跟随美国通过了对俄的数轮制裁，造成全球能源供应安全问题显现。

　　对于欧洲国家而言，能源供应的不确定性加剧了欧洲能源困境，威胁欧盟能源安全，也暴露出欧洲能源结构的脆弱性和能源转型过程中结构性矛盾，不仅给欧洲的能源安全战略带来重大影响，也对欧洲的气候政策带来一定挑战。

当地时间7月31日，德国柏林，为节约能源，柏林标志性建筑立面照明在夜间明显减少。图片来源：ICphoto

　　德国等主要成员国开始寻求重启煤电，引发国际社会对欧盟气候政策倒退的高度关注。如果欧洲实施更加激进的可再生能源政策，可能反而促进欧洲可再生能源加速发展，成为促进欧洲绿色新政的“加速器”，也有利于欧盟长期气候目标的实现。

　　中新社记者：今年联合国气候变化大会是在发展中国家举行，是否意味着本次会议更聚焦于经济发展水平较低、对气候灾害适应性更脆弱的发展中国家群体的关切？

　　徐华清：COP27在埃及沙姆沙伊赫举行，受到了国际社会的高度关注。本次会议在发展中国家召开，应当切实地回应发展中国家的关切，反映发展中国家的诉求。我们期待与各方一道将COP27打造成为以“落实”为主题，以发展中国家最为关心的适应和资金为成果亮点的大会。

　　适应是发展中国家的核心关切，长期以来在多边进程中没有得到应有的重视。COP27应着力推动“格拉斯哥-沙姆沙伊赫全球适应目标工作方案”取得实质成果，为明年在COP28达成有力度、可操作的全球适应目标奠定坚实基础。中方支持联合国秘书长古特雷斯关于建立全球早期预警系统的倡议。发达国家要加大对发展中国家适应行动的资金支持力度，提出适应资金翻倍的路线图。

　　中新社记者：大会主席国埃及将本次大会的口号定为“共同实施”，本届大会为什么如此特别强调“实施”“落实”和“行动”？

　　徐华清：《巴黎协定》是全球气候治理多边进程的一个重要里程碑，《巴黎协定》不仅基于科学、基于规则，也展现了最大的包容性、可达性，协定提出的“在本世纪末将全球温度升幅与工业革命前相比控制在2℃以内、并力争控制在1.5℃之内”的目标，是现实的，也是符合实际的。

当地时间2022年8月7日，荷兰奈梅亨，船只停在干涸的河道上。

　　实现《巴黎协定》确定的长期目标，首先要求发达国家在深度减排上作出表率，这是早日实现全球净零排放的关键，而国际社会实现雄心的关键，则在于各国采取有力度的具体行动。我们认为空喊口号不是雄心，落实目标才能展现真正的雄心，这也是COP27将落实作为主题的意义所在。

　　目前大多数缔约方已提出了各自的国家自主贡献目标。提出目标是重要的，但同样重要，甚至更加重要的是切实将目标落实到行动上，这是有效应对全球气候变化的根本出路。COP27应当倡导各方将已经提出的国家自主贡献目标转化为有效的政策、扎实的行动、具体的项目，而不是现有的目标还没有落实又急于提出新的目标。

　　《联合国气候变化框架公约》(以下简称《公约》)是国际社会应对气候变化的法律基础。今年是《公约》达成30周年，各方应当以此为契机，坚持《公约》的主渠道地位，坚持《巴黎协定》“加强《公约》实施”的定位，全面准确落实《公约》及其《巴黎协定》的目标原则，特别是共同但有区别的责任等原则和国家自主贡献的制度安排，坚持“2(摄氏，下同)度以内、争取1.5度”的全球温控目标，共建公平合理、合作共赢的应对气候变化全球治理体系。

　　中新社记者：在2009年哥本哈根气候峰会上，发达国家承诺到2020年将对低收入国家的气候资金支持增加到每年1000亿美元。这个承诺至今没有兑现，这给全球应对气候变化带来什么影响？

　　徐华清：在资金问题上，发达国家在2009年作出到2020年每年提供1000亿美元资金支持的承诺，但迄今尚未兑现。这不仅对发展中国家开展气候行动造成了严重影响和阻碍，还严重损害了发达国家和发展中国家之间的政治互信。我们敦促发达国家尽快兑现每年1000亿美元的资金支持承诺。

　　目前很多发展中国家的自主贡献都提出了对发达国家资金支持的要求，发达国家应当根据发展中国家的需求，以1000亿美元为起点制定更富雄心的2021年-2025年气候资金路线图以及2025年后发达国家新的集体量化资金目标，以增进南北互信和行动合力。

资料图：2022年4月1日，德国下萨克森州汉诺威遭遇降雪天气。图片来源：视觉中国

　　中新社记者：您多次参加联合国气候变化大会，如何评价在全球应对气候变化进程中的中国贡献？

　　徐华清：中国气候变化事务特使解振华日前指出，中国近十年积极建设性参与和引领全球气候治理，取得了重要成果。在中共中央、国务院的领导下，取得标志性成果是《巴黎协定》，就2020年后强化气候行动与合作作出安排：

　　一是具有最大包容性，达成了照顾各方核心关切的法律形式。二是坚持公约原则，减缓、适应、资金、技术、能力建设、透明度等各要素体现了“共同但有区别的责任”。三是达成“低于2度之内、争取1.5度”的长期目标，彰显了全球绿色低碳发展的潮流。四是确立“自下而上”自主决定贡献模式，形成各方结合国情积极行动的局面。五是确保实施的可持续性，建立了五年盘点持续提高力度的机制。六是建立行动与支持相匹配的机制，帮助发展中国家不断提高能力。

　　气候变化是全人类面临的严峻挑战，应对气候变化是人类共同事业，也是中国可持续发展的内在要求。中共十八大以来，中国实施积极应对气候变化国家战略，加快推进低碳发展，引导应对气候变化国际合作，积极参与并引领全球气候治理，成为全球生态文明建设的重要参与者、贡献者和引领者。特别是2020年中国作出了碳达峰碳中和重大宣示，展示了中国作为负责任发展中大国，走绿色低碳发展道路、与国际社会携手应对气候变化、共同推动构建人类命运共同体的坚定决心和信心。

　　中新社记者：中方在COP27发挥什么作用，对大会有何诉求和期待？

　　徐华清：中方愿意发挥积极建设性作用，与各方一道按照公开透明、广泛参与、缔约方驱动、协商一致的原则，共同推动COP27取得反映发展中国家关切、符合发展中国家利益的积极成果，努力将COP27打造成以“落实”为主题，以适应和资金为成果亮点的大会，支持埃及举办一届成功的缔约方大会。

　　在这里我也想强调，气候变化事关人类未来，应对气候变化是人类共同事业，只有各方通力合作才能有效应对。(完)

　　受访者简介：

　　徐华清，2018年1月任国家应对气候变化战略研究和国际合作中心主任。主要研究领域为能源环境和气候变化战略及政策，主持完成了科技部国家重点基础研究发展计划“我国2020年温室气体控制目标、实现路径及支撑体系”(首席科学家)等重大项目，曾被IPCC授予为2007年诺贝尔和平奖贡献奖。2000年起参加中国政府气候变化谈判代表团谈判及专家组工作。

　　（文图：赵筱尘巫邓炎）

[责编：天天中]

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