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）

钱钟书杨绛印象记******

　　邓国治

　　说真的，那天跟着朋友去南沙沟，我的目的很明确，就是想采访一下钱钟书、杨绛夫妇。没想到，才得进门，钱老便先申明：“你们作为朋友来访，我这里当然欢迎；若是为的新闻采访，那么，恕不接待。”

　　我只好换掉了身份，从记者变成读者。其实，首先还是读者，正是读了二老的著作，才产生了想采访的愿望。

　　正好杨绛也在家。读过她的《干校六记》，脑子里先有了一个爽朗、幽默的印象，待得见面，却是位恬静、温柔的女学者。几十年风尘仆仆，她依然还是当年东吴大学文学院女生那种南国闺秀形象。钱老把我们介绍给老伴，随即笑说：“一听说记者，我先是吓一跳。后见他们来意甚善，这才没有用‘太极拳’的方式……”“太极拳”者，是指拳中的“推”式——拒而不纳也。

　　钱老说：“我不愿意宣传。我今年70多岁了，我只想抓紧时间，多做一点事。宣传，只能给我帮倒忙。《围城》出版后，报纸上一登，就平添了那么多来访的、来信的，向我要书……”

　　《围城》从1947年上海初版后，接着两年又印了两版，此后暌违30载，直到1980年才出了新的一版，印数13万册，几乎未出月就销光；新二版已于不久前印出。除了国内出版的，和香港有它的“盗印”本外，译成外文的，便有英、俄、日、德等国文字。《围城》影响可谓大矣。

　　杨绛抗战时期写过剧本，建国以后翻译过多种文字的外国文学名著，著名的《唐•吉诃德》、《吉尔•布拉斯》等都是她翻译的。近年来，开始转向写小说、散文，她诙谐地说：“这两年，眼睛花了，懒得看小字、查字典，所以就自己写点即兴文字——我这也是个偷懒的办法吧，实际上是不务正业！”——她在外国文学研究所工作。

　　这一“不务正业”，使我们看到了杨绛的许多新作。《干校六记》由三联书店出版了，人民文学出版社还将出版《杨绛小说散文选》。她的文字，情真意真，读来十分亲切；而那幽默诙谐的风格，又让人想到她所有翻译过的塞万提斯、勒萨日等人的文章。尽管钱老在他为《干校六记》所作的小引里说到“《浮生六记》——一部我很不喜欢的书。”《干校六记》还是让人想到了《浮生六记》，也想到了《项脊轩志》、《泷冈阡表》一类古代散文中的名篇。尽管时代不同，内容各别，但一个“真”字却是共同的，也是最能揪动人心的。看似身边琐事，细小，甚至是絮絮道来，但由于这一“真”字，就使你不但不觉琐细无聊，反而像置身其中，与主人翁共同欢乐，共同叹息，共同着急。我喜欢杨绛的文章，我想，最最主要的便在这个“真”字上。

　　“文如其人”，钱老夫妇待人接物，也同他们的文字一样——如果能够这么类比的话。虽是初次见面，但不大功夫，二老就同我们谈得很坦率，很真诚。听说我喜欢书画，还一次次地从书柜里取出外国朋友赠送的外文版中国画册，不厌其烦地一页页翻给我看，讲给我听。杨绛已逾古稀，比我年长整整一倍，而她对我们说话，就像同朋友一样，真切而随便，使你立刻摆脱了拘束。钱老也如是，说起近年来杂务缠身，以至有些读者来信顾不得细细作答时，他回身从书桌上翻出一封来信，指点着给我们看：“这是一个20年前就来过信的读者。喏，你们看，他这里还责备我，为什么20年前你的回信那样热情洋溢，现在却做不到了。他说这很让他失望……”

　　其实，这是错怪了钱老。人的精力、时间毕竟有限，且不说经过这20年下来钱老的身体不用秘书、助手，而近年来会议、头衔的有增无减，又要占去他大量有用的时间。钱老给我们看了一大堆各色各样的请柬，什么“吴敬梓研究会”、“水浒研究会”，还有许多的会议通知……他说：“现在我什么‘会’也不想参加，我只是想尽量多做一点工作，写一点东西。国外有好几处邀我去的，我也不想去，都婉谢了……”面对这几年来盛行的出洋“考察”风，和争头衔、排名次等等一系列的讲究，我感到，面前的这位老人是如此可敬！

　　而钱老治学广博与严谨，也的确令人肃然起敬！他是1937年英国牛津大学的副博士，精通多门外语——他只是自谦地说：“那时要考学位，除主攻一门外文外，还必须兼通两门外语。”意思这不过是环境使然罢了。而其实，精通外语到能写作的程度，这可不是一般的功夫就可达到的。尤为难得的是，他同时还精熟中国文学，包括深奥到诘屈聱牙的一些古代文史哲著作。中华书局出版的四部头的《管锥编》，就是他对《周易正义》、《毛诗正义》、《史记会注考证》、《老子王弼注》、《列子张湛注》等十多部历代有关著作与西洋文学哲学著作进行比较后的一些札记，里面有不少新的见解和有趣的比较。这里，十余部中国古代史专著与英、德、法、意、拉丁文5种外语的引文，不论是纵是横，都可以当得上洋洋大观的了。

　　而钱钟书先生，除了融汇古今，博通中外，他还写得一手好书法，有深厚的艺术修养。杨绛，则与其说是贤内助，不如说首先是同志，是志同道合的伴侣。

　　因为是“印象”，因为钱、杨二老的反对采访而使我在交谈中没有作一言半语的记载，所以，我只是想到哪里，写到哪里，也不一定说清了些什么，有些事实也未经核实。而且，最根本的还在于未曾征得二老的同意。但，心里有些印象，不写总觉得不舒坦——这也是文人的一种劣根性吧。姑存于此，且待骂声。

　　(1982年7月)