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）
星光灿烂的年代******
影片《原野》中的男女主角杨在葆、刘晓庆与著名剧作家曹禺先生在一起。
1994年，中国新闻社南海影业公司拍摄了电影故事片《梁山伯与祝英台新传》，这是南海影业公司首次在一部电影中聚集了海峡两岸多位明星参与拍摄的商业娱乐片，这其中包括台湾电影明星胡慧中，大陆电影明星濮存昕、陈小艺、程前，歌坛明星景岗山、王洁实、谢莉斯。第一排左四为本文作者。
中新社有一个部门，虽然不负责新闻业务，但在一个历史时期内却是本社的一个品牌，为中新社在文化艺术领域赢得了极佳的声誉，这就是中新社电影部。
在中新社即将迎来创建六十周年之际，我们这些电影人十分怀念中新社电影事业的创始人廖公——廖承志同志，怀念为中新社电影事业付出极大心血的吴江社长，怀念那些为中新社电影事业奋斗终身的同事和战友。
中新社初期成立的电影队成员只有十八人，正是这“十八条好汉”在艰难的创业时期为广大海外侨胞拍摄了《泰山南北》、《齐鲁英豪》、《姊妹易嫁》、《珍珠塔》等一大批电影纪录片和戏曲片，开创了中新社的电影事业。广大海外游子在银幕上看到了日思夜想的家乡面貌，听到了熟悉的家乡声音。这些电影在他们中间产生了极大的反响，受到侨胞们热烈欢迎。
1979年，中新社各个业务部门相继重建，社领导从北京的电影制片机构调进了一批专业人员，并将电影队扩编为电影部。从此，中新社的电影事业进入了一个快速发展的新时期。
1981年，中新社第一部电影故事片《原野》投入拍摄，并以南海影业公司名义亮相，在社会上引起了普遍的关注。由于种种原因，这部影片直到1987年才获准在国内公映。时隔多年，该片在上映时仍受到广大观众的欢迎，还荣获了第八届百花奖最佳故事片奖。
从电影《原野》诞生时起，中新社电影部的发展进入了一个辉煌的年代，此后拍摄了一批优秀的电影故事片和电影纪录片。这其中有故事片《南拳王》、《八百罗汉》、《精变》、《春桃》、《老店》、《北京故事》，纪录片《中华剑术》、《末代皇帝——溥仪》、《神秘的西藏》、《婚俗奇观》等。这一大批影片的成功，在当时中国电影界和海内外观众中广为传颂，受到好评。
随着一批又一批影片投入摄制，众多的电影明星也相继加入到中新社的电影创作队伍中去。他们当中有刘晓庆、杨在葆、徐松子、陈宝国、濮存昕、陈小艺、姜文、葛优等。与此同时，电影部还迎来了北京电影制片厂、长春电影制片厂、上海电影制片厂的一批电影专业人才，这为中新社的电影拍摄提供了强大的创作力量和专业技术保障。
在那个辉煌的年代，中新社电影部的电影在海外创下了极佳的票房。故事片《精变》在上海公映时，出现了清晨影院前排长龙购票的情景。《中华武术》、《末代皇帝——溥仪》在香港上映时创下纪录片票房最佳业绩。
改革开放促进了中国影视合拍业务的发展。电影部率先在国内开展中港电影合拍，作品《南拳王》、《八百罗汉》、《小毛孩夺宝奇缘》掀起了功夫片的热潮；中美合拍的电影《北京故事》在海外观众中引起很大的兴趣。随后，电影部又与英国合拍了电视片《龙的心》，与台湾合拍了《八千里路云和月》、《海棠风情》。这些电视片在海外播放时都取得了很高的收视率。
在中国电影、电视各类奖项中，电影部拍摄的影视作品也均占有一席之地。影片《老店》获政府奖、《原野》获百花奖，电视剧《努尔哈赤》获飞天奖。鉴于中新社在电影摄制上的丰硕成果，国家电影事业管理局特批了每年两部故事片指标给电影部(南海影业公司)。当时能享受这种待遇的只有经国务院批准的中央和省级电影制片厂，全国仅有十余家。那时中央召开的电影工作会议，上海、长春、珠海等地举办的国际、国内电影节也都邀请中新社电影部作为正式代表参加。在世界电影诞生一百周年之际，电影局还邀请电影部代表参加在人民大会堂举行的庆典活动。
昔日电影部取得的累累硕果已成为历史。作为电影人，我们期待经过若干年的奋斗，中新社的电影事业能够再现灿烂星光。
(历史资料)
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