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）

上海市虹口区嘉兴路街道——让社区服务更精细******

　　上海市虹口区嘉兴路街道——　　

　　让社区服务更精细(新时代新征程新伟业)

　　穿上西装、打好领带，86岁的陈可明(化名)显得精神了许多。

　　“一会儿要去驿站表演节目呀，开心吧！”凑到陈可明耳边，老伴李为梅大声说道。

　　锁好门，两位老人牵着手，缓步走向上海虹口区市民驿站嘉兴路街道第一分站。“距离很近，七八分钟就到。这里每天都有活动、有餐食，就像我们的‘第二个家’。”

　　通过合理布局市民驿站、长者照护之家、社区食堂、智慧健康小屋等，如今嘉兴路街道已形成15分钟社区养老服务圈，为老年人就近就便提供日托、助餐、助洁、助医等服务。

　　“2018年11月6日，习近平总书记在虹口区市民驿站嘉兴路街道第一分站考察时指出，党中央高度重视养老服务工作，要把政策落实到位，惠及更多老年人。”嘉兴路街道党工委书记刘俊说，“我们牢记总书记嘱托，将持续完善社区为老服务体系，让老年人安享幸福晚年。”

　　打造15分钟养老服务圈

　　上午9点，推开市民驿站二楼日间照料中心的门，歌声飘然而至。陈可明神情陶醉，正指挥几位老人排演。一旁，李为梅举着手机，为他们拍照留念。

　　去年，陈可明罹患阿尔茨海默病。儿女不在身边，李为梅一人照顾老伴。“得亏有这市民驿站，不然真熬不住。”李为梅说。得知市民驿站开设了日间照料中心，老两口几乎每天都来，“早上8点半来，下午4点离开，有护理员全程带着做手指操、表演节目，老陈还在合唱队里当起了指挥。”

　　老伴有人照护，李为梅也有了空闲时间，跟着几个老姐妹跳起了扇子舞。

　　在虹口区，市民驿站赢得了众多老年人点赞。“现在每个街道都至少建有3到4个市民驿站，为老年人提供日托、助餐、助洁、助医等服务。”虹口区养老服务发展中心主任王青介绍，各街道把最大的市民驿站作为枢纽式的“社区综合为老服务中心”，形成15分钟社区养老服务圈。

　　“现在我们街道有12个社区助餐点。不管从街道的哪个小区出发，10分钟内就能吃上热乎饭。”没法出门的时候，李为梅会申请上门送餐。

　　嘉兴路街道着力推进为老服务精细化。“以市民驿站嘉兴路街道第一分站为例，驿站的诊所增加了多个中医养生项目；日托所增加了热疗床、智慧养老设备。”刘俊说，“贯彻落实党的二十大报告提出的‘推动实现全体老年人享有基本养老服务’要求，我们将优化服务供给，分类提供养老保障、生活照料、康复照护、社会救助等适宜服务。”

　　探索“管家式”养老服务

　　之前，80岁的罗阿婆家里用的是砖砌的浴缸。随着年龄增长，洗澡越来越费劲，特别担心摔着碰着。

　　利用嘉兴路街道开展适老化改造契机，与罗阿婆结对的养老顾问潘海峰帮老人递交了浴室改造申请，拿到3000元补贴，并全程代办相关手续。之后，施工队进场施工，一周多时间就改造完毕。

　　在虹口区，像潘海峰这样的养老顾问已有474名。虹口区进一步打造“管家式”养老服务，制定服务清单。

　　“我们在市民驿站、居委会设置养老顾问点，对街道的高龄、独居、失能老人开展排查摸底，组织282名志愿者、网格员与养老顾问一起逐户上门问需，并与上千位有需求的老人结对。”刘俊介绍。

　　29岁的潘海峰是嘉兴路街道飘鹰居委会的老龄事业专职干事，自兼任养老顾问以来，共与54位老人结对。说起养老顾问为老服务的事，他如数家珍：飘鹰花苑小区中心处新改建了花园、增加了健身器材；一些居民楼入口新建了无障碍坡道……

　　虹口区还积极推动养老顾问点从市民驿站向居民区延伸，并充分发挥社区志愿者和社会组织作用，为符合条件的老人提供助餐、助浴、陪医就诊等一对一上门服务。

　　“党的二十大报告提出‘采取更多惠民生、暖民心举措，着力解决好人民群众急难愁盼问题’。”虹口区副区长章维表示，将采取更多措施持续提升广大老年人的获得感、幸福感、安全感。

　　健全关爱服务体系

　　下午，72岁的周平峰在市民驿站旁的和平公园内快走2公里。一圈下来，他直奔公园西侧的室外智能体测仪，根据提示音熟练操作。不一会儿，身高体重、体成分、静态心率等指标已测出。

　　前不久，一些老年人向嘉兴路街道办事处反映：“在公园里锻炼完，能不能有个仪器检测一下身体情况？”一套多功能室外智能体测仪定价10多万元，还要协调公园提供安装空间，单凭嘉兴路街道的力量，解决难度大。

　　嘉兴路街道着力推进党群服务阵地融合发展，统筹协调驻区单位、“两新”组织、志愿者等力量和资源，共同为辖区群众解难题。最终，区绿化市容局、区体育局、街道办事处等单位党组织共同发力，促成室外智能体测仪落户和平公园，并由志愿者队伍负责日常维护。

　　开展互助养老，是嘉兴路街道健全老年人关爱服务体系的又一举措。

　　嘉兴路街道推出“老伙伴计划”，由228位低龄健康老人结对上千位有需求的老人，通过上门探访、情感支持和参与社区活动等形式开展互助服务。

　　市民孙东娣与5位高龄老人结对，每天都要挨家挨户走一趟，帮着做些力所能及的事。

　　“党的二十大报告提出‘建设人人有责、人人尽责、人人享有的社会治理共同体’。我是有52年党龄的老党员，也要出一份力。”孙东娣说，现在提供互助服务，等自己高龄时也能享受这种服务，“我觉得这也体现了人人有责、人人尽责、人人享有。”(人民日报 记者 刘士安 方 敏)