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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）
东西问·中外对话 | 西方严厉制裁下，俄罗斯经济真的崩溃了吗？******
数月来，西方对俄罗斯制裁不断加码的情况下，俄经济虽遭遇困难，却也表现出一定韧性。然而，西方将货币和金融体系武器化的举动，正反噬其自身，并波及全球贸易与金融领域。
复杂因素交织下，俄罗斯和全球经济能否继续承受住难以承受之重？全球能源格局与全球化进程受到哪些冲击？这场危机，又带给世界各国哪些启示？
就此，中新社“东西问·中外对话”邀请中国人民大学国际货币研究所所长助理、研究员曲强，莫斯科国立大学大数据存储与分析中心执行主任阿列克谢·别洛希茨基，东方证券首席经济学家邵宇，深入解读局势走向。
别洛希茨基指出，西方误判了俄方韧性，随着国际贸易多元化，主导国际贸易体系的美元以及“美式和平”(“美式和平”是指二战后，西方视野中由美国主导全球经济、地区军事地位的概念)的影响力正在减弱。他认为，俄罗斯与西方的对抗，是在为其他国家争取更多主权铺路。
对话实录摘编如下：
俄罗斯承受制裁之重，
卢布强势回归
曲强：西方国家一直在实施严厉制裁，俄罗斯经济真的崩溃了吗？
别洛希茨基：在金融服务方面，目前在与盎格鲁-撒克逊世界的合作上存在一些技术上的困难。但正如我们所看到的，俄与西方国家的贸易仍在继续。由于他们先发起了制裁，现在他们必须找到避开制裁的方法，以继续合作。制裁的最初目标是在一个月内摧毁俄经济支柱，但我们还是承受住了挑战。
曲强：如何看待俄罗斯遭到金融制裁和外汇储备被冻结的情况？
别洛希茨基：西方国家实施制裁是想逼我们放弃主权，但他们误判了我们的韧性，没有预想到我们在乌克兰发起特别军事行动，(对后果)是早有准备的。我们总会找到新方法来进口必要的东西，出口所拥有的资源。西方在资源、农业、科技等方面，仍依赖于我们。
邵宇：冻结一个国家的外汇储备，实际上是有法律风险跟法律后果的。美国财政部长耶伦也提到，冻结一个主权国家如俄罗斯的美元外汇储备，看起来是不公平或者不合法的。
这意味着任何一个国家，特别是主权国家的货币可能因为意识形态或者其他原因被没收，这在整个货币体系包括不同国家的储备安全(方面)，就会造成比较大的担忧。你不是我的朋友，我就把你的钱扣住，听起来有点像“黑社会”的做法。
曲强：我认为可能有99%的经济学家和金融从业者都作出了误判，西方在制裁一开始时让卢布贬到一文不值，现在又不得不买进。为什么卢布如此坚挺，这一情况会持续多久？
别洛希茨基：这实际上对经济来说是一个好兆头，因为最初，卢布与美元或欧元相比确实贬值了，但我们的政府尽一切可能稳定住了卢布和经济，停止了恐慌。所以中期和长期来看，我们未来不得不将卢布贬值回最初水平，可能要回到1月份的水平，当时大概是1美元兑70至80卢布。
最初我们让卢布升值，购买了所有必要设备来生产大部分商品。现在我们可以再让卢布贬值。这不是一个完美战略，但任何一种战略总是取决于它对经济中长期表现的影响。我认为它最后会奏效。
重塑全球地缘竞争及
能源格局
曲强：高昂的能源价格给俄罗斯带来收益，但这会对俄罗斯和世界经济造成负面影响吗？
邵宇：这个阶段，卢布的走强显现出俄罗斯抗拒欧美，特别是美国金融制裁的一定效应。它用必不可少的石油需求维护了自己货币的主权。俄罗斯在供应链中占有的重要地位，目前可能无法取代。
如果能对金融市场释放正面信息，市场能慢慢稳定下来的话，再考虑卢布适当贬值，可能会对能源出口有帮助。
但对全球而言，现在能源的价格非常高。能源转型的一个逻辑是，让传统能源保持在一个(价格)较高位置，大家就会往新能源方向转移。这种转型可能会对全球格局包括化石能源、传统能源的需求发生一些中长期甚至是革命性的变化。
曲强：如何看待美国对他国的制裁以及美元武器化？这会给全球化带来什么负面影响？
邵宇：全球化实际上就是人员、物资、技术、信息跟理念的全方位交流。我们习惯于把过去的全球化叫做全球化的3.0版，各国在其中扮演不同角色。
三类国家构成了全球化循环的完整结构。第一类是俄罗斯、乌克兰这样的能源或者资源型国家；第二类叫做生产型经济体，这些国家的经常账户盈余超过GDP 4%以上；最后一类消费型国家像南欧国家、美国，经常账户赤字占GDP 4%以上。
但现在不管是地缘冲突还是一些国家间的竞争，已经导致全球化结构断裂了。全球可能进入到一种地缘竞争更激烈、不同国家的联盟形成竞争集团的过程，有点像一战跟二战之间的一种低迷状态。
我们预测，这样一个状态可能会持续10年甚至更长时间，所以不管是资源型国家转型，生产型国家能力提升，还是约束消费型国家滥发货币，都要找到一个新的平衡，但这个平衡比较难达到。
俄挑战美元霸权，
俄乌冲突带来哪些启示？
曲强：俄政府正努力推动卢布与贸易伙伴国货币的结算，以越过美元主导的金融体系。这会对世界金融和贸易体系产生什么影响？
别洛希茨基：我认为“美式和平”的影响力正在减弱。我们真的不在乎我们使用什么样的货币。西方针对俄罗斯的政策让人大开眼界。
这种情况下，我们会看到国际贸易的多元化。随着越来越多的国家更分散、更独立地进行交易，从长远来看，我想美国有一天将不得不加入到这种公平、平等的贸易体系中。俄罗斯只是为其他国家争取更多主权铺路，同时，我们随时都有坐在圆桌旁谈判的准备。
邵宇：从短期来看，美元占市场份额80%，还是非常强劲的。货币不仅是用于交易，还用于投资，它有一个足够大的金融市场来吸收。上百年的努力，让美国得到了这种特权。
俄罗斯搭建跟其他国家的直接货币交易系统是一种尝试，短期来看，比较难以撼动美元现有的全球构架。但从长期来看，像冻结央行储备等不友好、不明智的举动，最终会撼动现在的货币体系。
我们可能期望有更多选择，包括多个清算系统、多种货币选择、电子货币，数字货币等全新的考量。
曲强：从乌克兰危机当中，可以总结出哪些应对思路？
别洛希茨基：长期发展才是最重要的，(俄罗斯)要不断调整以在未来能存活和发展下去。我们只能依靠平等稳定的伙伴关系。因此，我认为俄罗斯应该和欧洲、美、英等国在平等地位上进一步交流。不同国家有不同国情，而政府从来都是致力于国家主权和人民福祉的。这种世界才是我理想中的世界。
邵宇：俄乌冲突中的一系列制裁、技术细节等，其实对我们思想上的影响非常大。未来的冲突是全方位的，可能涉及舆论、传播技术、金融、贸易、能源、供应链等各方面。
我们要学到的就是怎么样去保证充分的自给自足，同时又能在经济循环方面，跟世界保持良好接触。
尽管我们可能跟世界进行各种竞争，但只要是良性竞争，大家保持相对开放的心态，遵循公平原则，未来不管什么样的冲突，都能安然度过，俄罗斯应该也一样。
(来源：中新网微信公众号)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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