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）

兰州的魅力和底蕴******

　　一个城市的标志，其特色最鲜明者，或自然风景、或人文踪迹、或绝味吃食。身处兰州，在一套书、一碗面的墨香与滋味中，也许能品味出这座城市的独特魅力与文化底蕴。

　　一套文溯阁《四库全书》——

　　白塔群山间 书香自袅袅

　　兰州南有五泉山，北有白塔山，黄河蜿蜒，穿城而过。九州台属白塔群山的一座高山，海拔2000米左右，其形峭拔。登上九州台，南向俯瞰阳光下的黄河，金波涌动，滔滔东去，令人心胸旷达。一座藏书馆阁背靠九州台主峰，蓝瓦飞檐，稳坐于九州台的翠色之间，存世三部半的《四库全书》，其中一部就保存在此。

　　清代乾隆年间开四库馆，历十余年而成《四库全书》。初缮写4部，分贮于圆明园文源阁、故宫文渊阁、避暑山庄文津阁、盛京（今沈阳）文溯阁，后续抄3部，藏于扬州文汇阁、镇江文宗阁、杭州文澜阁。文源、文汇、文宗三阁之书，均已毁于战火，文澜阁之书则部分散佚，称为半部。如今，文津阁之书藏北京国家图书馆，文渊阁之书藏台北故宫博物院，文溯阁之书藏兰州九州台。

　　文溯阁《四库全书》囊括书籍3474种、6144函、36315册，为清代以前学术总汇、典籍渊薮，堪称文化瑰宝。

　　沈阳文溯阁《四库全书》何以移至兰州？

　　文溯阁《四库全书》曾于1915年始运存故宫保和殿10年，之后回归沈阳。新中国成立之初，其又运至黑龙江省4年余，再归沈阳。1966年，文化部将其拨交甘肃省图书馆收藏，当年10月运至甘肃，栖身于兰州郊区永登县4年8个月。自1971年6月至2005年7月，文溯阁《四库全书》则一直存放于兰州近郊榆中县木林沟的专修书库中。因兰州一带气候干燥，温度适宜，历经数十年，书籍没有发现潮湿、发霉和长毛现象，也无污染或人为损坏，原有的黄斑也未扩散，且还有所淡化。2000年前后，甘肃省决定立项修建文溯阁《四库全书》专藏书库，经过论证，选址九州台，文溯阁《四库全书》藏书馆于2005年7月8日落成并投入使用，书籍全部装入新制作的香樟木书箱。

　　《四库全书》以经史子集为经纬，标四色喻四季。与另外两部半一样，文溯阁《四库全书》以绢为封面，经部书籍为青绿色、史部书籍为赤红色、子部书籍为白浅色、集部书籍为黑深色。皇皇典藏中，包含了中华民族对自然、社会以及人类自身的思考总结，蕴涵智慧和力量，充实了中国人的知识世界，体现了深邃的东方情怀。

　　近日，文溯阁《四库全书》的数字化工程已宣布竣工。对于承载着厚重历史文化的古籍文物而言，将其保护好、传承好、发展好，做好整理研究和开发利用工作，就是真正赓续中华文脉、弘扬民族精神。

　　最是书香能致远，文化始终是一座城市历史、现实与未来的底色。2019年8月21日下午，习近平总书记在读者出版集团有限公司考察调研时指出，要提倡多读书，建设书香社会，不断提升人民思想境界、增强人民精神力量，中华民族的精神世界就能更加厚重深邃。总书记叮嘱在场的文化工作者，“为人民提供更多优秀精神文化产品，善莫大焉！”

　　一碗兰州牛肉面——

　　古道驼铃响 河畔面飘香

　　兰州之韵，凝结在浩繁卷帙中，也飘荡在人间烟火里。

　　丝绸古道驼铃声，黄河两岸面飘香。生长于兰州者，有的早晨、中午两顿都吃兰州牛肉面，兰州人聊天时经常会谈论哪一家牛肉面馆的面更好吃。“牛大”，这是兰州人对牛肉面的爱称，透露出日常相伴的情愫。“扎碗牛大！”兰州人如此说吃牛肉面。

　　据统计，在全国各地，兰州牛肉面馆超过6万家，单单是兰州市就有牛肉面馆1200多家，每天卖出200万碗牛肉面，可见这一碗面在兰州人生活中的位置及其影响力。

　　外地客人到兰州，去牛肉面馆吃面，站在窗口递小票时，窗口内的小哥会问“吃什么？”原来，兰州牛肉面的面型分为毛细、细、三细、二细、二柱子、荞麦棱、韭叶、薄宽、大宽……食客需要明确告知，这样，现场拉面条的小哥才能准确满足客人对面型的需求。

　　一清二白三红四绿五黄，兰州牛肉面色彩斑斓。这是因为兰州牛肉面的标配是切碎的青蒜苗、白萝卜片、量足足的红色辣椒粉油、香菜叶等，于是就有了这样的解释：“汤色清亮，萝卜片洁白，辣椒油鲜红，香菜蒜苗翠绿，面条柔滑透黄。”

　　兰州人将辣椒粉油称为“辣子”，用于牛肉面的辣椒粉是过了油的，称为“油泼辣子”。一些外地游人起初会被那么多的辣椒粉吓着，是不是太辣？其实，远不像湖南、四川、贵州等地辣椒的辣度，兰州牛肉面的辣是微辣，主要是提香。当你享用完这碗牛肉面，低头再看一下碗中的余汤，只见汤表层是悠悠漂动的青红两色，这就应了中餐讲究的“色香味”之色，许多食客会忍不住“呼噜”“呼噜”喝上几口牛肉面汤。传统的牛肉面汤很有营养，据说是由牛骨头熬制四五个小时而成，并且按比例配有草果、花椒、干姜、桂皮、茴香等香料。若想多吃点儿牛肉，还可以论斤现称，兰州牛肉口感细腻，品质上好，广受食客称赞。

　　当然，兰州颇具特色的风物远不止于此，在兰州生活的居民或者来过兰州的游人都能够举出很多。比如，兰州是全国唯一黄河穿越市区的省会城市，两山夹一河，东西狭长；夜晚的兰州灯火璀璨，登上南面五泉山之制高点三台阁北望，但见白塔山下的金城关恢弘绚丽，中山铁桥上的人流穿行不息。

　　如今，“强省会”理念深入兰州人之心。“强省会”到底该怎么强？经济强固然是题中应有之义，人文关气运，文化强也不可或缺。品味兰州，品的是穿越时空的深厚历史底蕴，更是如今兰州文化兴、文化强的生动图景。