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来源：大众彩票2023-06-09 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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对话丨羽协主席张军：巴黎奥运国羽剑指五金******

　　2017年5月28日，澳大利亚黄金海岸卡拉拉体育馆。

　　携“六连冠”之威的中国羽毛球队决赛憾负老对手韩国队，痛失苏迪曼杯。东京奥运周期首场团体国际大赛以失利告终，让年轻的国羽在遗憾和质疑中重新起航。

　　颁奖典礼上，张军与“搭档”夏煊泽破天荒地与队员们一同站上亚军领奖台。他说：“成功时我们不一定要在，但失利时我们一定要陪着队员。”

　　此时，距张军出任中国羽毛球队双打组主教练仅过去一个月。

资料图：张军。图片来源：视觉中国

　　里约奥运会后，执教中国羽毛球队24年的李永波卸任总教练一职，张军、夏煊泽分别出任双打组和单打组主教练，国羽迎来“双核时代”。

　　职业生涯荣膺奥运双冠、执起教鞭又培养出三对奥运冠军组合……从运动员、教练员，到国羽的擎旗者，彼时彼刻走下领奖台的他需要面对的，是亟待调整与重组的队伍，是愈发错综复杂的羽坛格局。

　　工作千头万绪，时间刻不容缓，承载着历史荣光的中国羽毛球期待着这位“新人”如何作答。

　　“毫无疑问，东京奥运会的难度肯定会高于里约，但我愿意接受这个挑战。”2019年1月，张军当选新一届中国羽协主席。尽管前路遍布暗礁险滩，他“与球队站在一起”的承诺始终如一。

　　自1992年羽毛球被正式列为奥运会比赛项目以来，中国羽毛球队历经风雨，但也从未遇到过如东京奥运周期这般严峻、复杂的备战形势。突如其来的新冠肺炎疫情、原有的赛事体系受到冲击，迫使备战策略不断调整，队伍面临的挑战无处不在。

　　四年来，中国羽毛球队不仅完成队伍的提档升级，更在连续18个月缺席国际比赛的情况下，一往无前强势闯入东京奥运会全部五项决赛，最后捧回2枚金牌和4枚银牌。

　　时光列车疾驰而过，在竞技体育这条千军万马奔涌向前的航线上，中国羽毛球队迎来史无前例的巴黎奥运三年备战周期。

　　新赛季征战至今，面对密集赛程，国羽顶住压力取得多线突破，并在世锦赛上夺得2金1银2铜，位列所有参赛队第一。与此同时，在男单、男双战线，队伍仍需寻求提升和突破。

　　如今巴黎奥运周期已经进入最后两年，如果以每年为刻度，国羽在备战方面有着怎样的计划？五个单项又将分别如何向最终的目标发起冲击？

　　近日，中国羽毛球协会主席张军在与中新体育的对话中，剖析队伍备战巴黎奥运会的“机”与“危”。

　　本赛季总体表现不错

　　盼年轻队员成长

　　中新体育：新冠疫情让世界羽联原有的赛事体系受到冲击，多个赛事延期影响球队的备战节奏。为了备战巴黎奥运会，国羽做出了哪些调整？在这个过程中有什么经历值得分享？

　　张军：疫情以来，多场国际赛事接连延迟和取消，确实打乱了队伍训练和参赛节奏，为了将负面影响降至最低，整支队伍一直处于动态调整之中，打破了不少常规做法，建立了许多弹性规定。

　　今年我们在泰国清迈建立海外集训基地，队伍比赛结束后直接去基地训练，我们也派了专员先行抵达基地安排防疫、食宿和训练；队伍抵达后，所有人统一管理，专人负责外出采买，最大可能降低感染的风险。

　　主观上，我们也非常重视队伍的心理状态调整。长时间的封闭训练的确带来一些压力，教练组也在尽可能地优化训练，丰富业余生活，定期与队员进行沟通，发现并调整潜在的心理波动。

　　要说最特殊的经历，莫过于今年我们在海外接连参加14站比赛。赛场上形势瞬息万变，赛场下整支队伍的衣食住行也面临很多不确定性因素，例如：目的国在我们登机当日对疫苗接种规定进行了调整，部分人员因不符合新规定而无法登机。我很清楚记得大家当时并没有过多沉溺在抱怨和责怪的情绪中，国内外的工作人员积极向使馆、组委会、机场负责人展开求助，最终得以顺利登机。类似的突发情况常常打得我们措手不及，但困境之下，方能体现集体的意义，种种风波让队伍的团结性和凝聚力明显增强。

资料图：东京奥运会羽毛球女子单打，中国选手陈雨菲获得冠军。中新社记者杜洋摄

　　中新体育：新赛季征战至今，面对密集赛程，国羽顶住压力取得多线突破，并在世锦赛上夺得2金1银2铜，位列所有参赛队第一。回顾巴黎奥运周期第一年，如何评价队伍表现？

　　张军：2021年8月至今，我们经历了两次汤尤杯、两次世锦赛、一次苏迪曼杯和一系列的公开赛，我认为队伍的总体表现不错。赛场上你追我赶、有得有失，难以预料，这是竞技体育的魅力所在。

　　但相比聚焦于某一场或几场比赛的结果，我认为队员的实力和状态调整，队伍场上和场下的精神面貌，队伍人员之间的互动与交流，这都将发挥更为持久的作用，助力队伍冲击巴黎。

　　当然，有经验的队员如何保持住状态，年轻队员如何加速成长为强大的后备力量，也是我们目前急需讨论和解决的问题。

　　中新体育：里约奥运会后，中国羽毛球队面临新老交替，全队齐心协力不断取得佳绩。如今队伍在部分项目上也面临需要新人站出来的局面，您对于年轻球员有着怎样的期望？

　　张军：年轻队伍个别有亮点，但整体表现与预期还有一定的差距。受疫情影响，年轻队员无法在国际赛场上考察自己的训练成果，对竞争对手的实力和打法了解甚少，比赛的经验和心理历练都非常欠缺。

　　队伍也非常重视这一问题，积极争取明年在国内举办低级别赛事，同时输送更多年轻选手参加国际赛事。期待年轻队员明确自己的目标，树立想赢的信念，培养能赢的实力，兼备不怕输的勇气，把握好每一次参赛机会，成为巴黎奥运的强大后备力量和洛杉矶奥运的中坚力量。

资料图：谌龙与石宇奇在全运会赛后握手。中新社记者毛建军摄

　　巴黎奥运

　　剑指五金

　　中新体育：度过东京奥运史无前例的五年备战周期后，又迎来了短短的三年巴黎奥运备战周期。您如何看待在这一“长”一“短”节奏转化中，带给队伍的“机”与“危”？

　　张军：疫情突然爆发，让我们被迫进入漫长的五年备战期，起初对我们的队员的心理状态产生很大的影响，焦虑紧张的情绪比较明显。但东京周期拉长也意味着我们多了一年准备的时间，队伍也很快适应了这个节奏，放平心态，投入正常的训练中，在东京取得了不错的成绩。

　　三年的巴黎备战期对于中生代的运动员相对有利，备战时间缩短意味着年龄和伤病给他们造成的影响也会减小，东京奥运会的参赛运动员大有可能仍旧是巴黎奥运会的主力，有了此前的奥运参赛经验这批队员的心理状态也能相对平稳，因此，中生代的运动员仍具备超强的夺金实力。

　　对年轻运动员来说，这就意味着成长和历练的时间被压缩。据此，我们备战的计划也有所侧重，对于巴黎奥运周期的核心队员，我们将重点保障他们的比赛和身体状态，合理安排奥运积分周期的参赛计划。对于年轻队员，我们也将鼓励他们多参赛，给予他们展示实力和向前辈发起冲击的机会。

　　中新体育：如今巴黎奥运周期已经进入最后两年，如果以每年为刻度，国羽在备战方面有着怎样的计划？五个单项又将分别如何向最终的目标发起冲击？

　　张军：虽然国际羽坛形势复杂，各个项目都有来自其他协会强有力的竞争对手，但国羽在巴黎奥运的目标依旧是冲击五金。

　　2022年我们的海外参赛计划就是让队员适应比赛节奏，多挣积分，以更有利的排名进入巴黎奥运积分周期。

　　2023年我们的目标很明确，打好奥运积分赛，为巴黎奥运会争取更有利的位置。同时培养国家少年队、青年队和集训队的年轻队员，做好梯队建设，为洛杉矶奥运会作准备。

　　男单方面，石宇奇禁赛又复出、李诗沣和翁泓阳在赛场上实现突破，男单的起伏变化令人揪心。接下来，男单组将通过更多比赛，查漏补缺，有经验的队员重点在提高并维持竞技状态，年轻队员力求打磨技巧，寻求突破，希望大家能给男单多一点时间和信心。

　　女单方面，我们已逐渐形成了集团优势，五位女单均具备世界一流选手的实力。世界前十选手如何稳固比赛表现，其他年轻选手如何向顶尖高手发起冲击是我们接下来的工作重点。

　　男双方面，东京奥运会后，两位男双选手退役客观上给男双组带来了一定的困难，但教练组研究后很快对男双进行了重组。经过这半年的考察和历练，目前已确定了六对男双作为第一梯队冲击巴黎奥运积分赛。我对男双的发展还是比较有信心的，刘雨辰/欧烜屹在印尼主场突破印尼男双，以替补身份登上冠军领奖台，振奋人心；年轻队员王昶/梁伟铿在日本公开赛(超级750级别)夺冠也带给我们很大的惊喜。他们都具备对抗世界顶尖选手的实力，但是在稳定性、攻击性和连贯性方面还有很大的提升空间。

　　女双方面，第一女双陈清晨/贾一凡表现愈加稳定，夺冠的实力毋庸置疑；郑雨/张殊贤，杜玥/李汶妹和刘玄炫/夏玉婷也都齐头并进，世界排名全部闯进前二十，但在与世界一流选手对抗过程中仍输多胜少，希望她们能够在巴黎奥运积分周期向世界前八发起全力冲击，增强信心，展示中国女双的真正实力。此外，李怡婧/罗徐敏和谭宁/刘圣书这两对年轻组合也在海外集训，接下来我们也会为她们争取更多参赛的机会，期待她们加入竞争的行列。

　　混双方面，郑思维/黄雅琼和王懿律/黄东萍一直保持在世界前十，实力和状态相对稳定。年轻队员，因近两年没有参加过国际比赛，积累的比赛经验很少，这是一个迫在眉睫问题。接下来，我们计划让更多的年轻混双选手尽可能多地参加国际比赛，从低级别到高级别，稳中求进，形成混双的集团优势。