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）
《幸福到万家》 小人物的生活逻辑******
在将于大年初一播出的2023北京台春晚上，《幸福到万家》主创将再聚首，唤起观众对这部曾经在北京台热播的农村题材电视剧的又一波回忆。这部新时期的“秋菊打官司”没有《山海情》脱贫攻坚的大背景，也没有《乡村爱情》的强大阵容和宣传造势，为什么却能被首都观众所接纳？究其原因，是片中折射出的小人物的生活逻辑引起了广大首都电视观众的共鸣，把温暖的现实主义理念表现得淋漓尽致。
温暖的现实主义首先要体现生活的逻辑
2017年10月，北京电视台播出了一部极具老北京特色的电视剧《情满四合院》，立即引起了广大电视观众的热议，大家一致认为这是一部温暖的现实主义电视剧作品。从此，“温暖的现实主义”这一概念越来越为影视界所接受。
现实主义作品特别是都市情感剧、家庭题材剧一直以来都是电视剧作品的主流，尤其是一些温暖的现实主义作品最容易引起广大观众对现实生活的情感共鸣。有资料显示，2018年央视及各大卫视收视排名前30的热播剧中，都市情感、家庭题材占比最大，占到33%。另外，电视剧网络播放量前50的作品中，都市情感剧集占比最大，占到36%。其实，温暖的现实主义作品一直就有，之前的《渴望》、《贫嘴张大民的幸福生活》、《父母爱情》、《温州一家人》以及2022年上半年北京卫视热播的《鼓楼外》等也都属于温暖的现实主义作品，至今都给观众留下了深刻的印象。除了反映时代的主题、引起观众的共情之外，温暖的现实主义作品一个最大的特点就是能够因小见大地演绎生活的逻辑，比如《情满四合院》表现出的“远亲不如近邻”、《鼓楼外》表现出的“冤家宜解不宜结”以及《贫嘴张大民的幸福生活》表现出的“生活要靠自己努力”等等。都说“艺术来源于生活，又高于生活”，那么如何体现“来源于生活”呢？其实就是要通过作品体现生活的逻辑。而《幸福到万家》的精彩之处，就在于体现了小人物的生活逻辑。
《幸福到万家》看似是一部农村题材的现实主义作品，剧中反映的生活场景离北京这样的大都市有点儿远，但是片中展示出的小人物的生活逻辑，比如女主角何幸福的“较真儿，认死理儿”、勇于挑战不合理的“生活常识”等等，却活在我们每个人的心中。因此，这部作品才能如此牵动观众的心、引起观众的思考和共鸣，而没有城市或者乡村的差别。
“认死理儿”是追求幸福生活的必由之路
何幸福作为剧中女主角，给观众印象最深刻的就是她身上体现出的那种凡事都“较真儿，认死理儿”的劲头，从开头因为低俗的婚闹而执意为妹妹讨说法，到因为征地问题与万家集团对簿公堂，再到为了找到水尾村儿童患病原因而私下调查污水处理厂排污问题等等，无一不体现了她的鲜明个性。虽然，她为此吃尽了苦头：家人的不理解，村民的白眼和抱怨，甚至被迫背井离乡前往城市闯荡，但是正是因为有了这个“认死理儿”的执着劲头，才有了她后面的幸福生活。
看到这里，观众恍然明白，“认死理儿”其实就是一种质朴的执着精神，是通往幸福生活的必由之路。正是因为有了她的“认死理儿”，流传多年的婚闹陋习在万家庄被禁止；正是因为有了她的“认死理儿”，万家庄的当家人万善堂才会认识到即便自己一心为民，也要讲究工作方法；正是因为有了她的“认死理儿”，一个农村姑娘才能赢得一个外籍跨国公司高层的欣赏，从而打开了小律所的发展之门；正是因为有了她的“认死理儿”，导致水尾村众多儿童离奇患病的幕后原因才能被最终查清，从而保住了万家庄的一片青山绿水。
其实，我们每个人内心深处都有一个执念，都在一定程度上“认死理儿”。比如，万善堂作为万家庄的领头人，虽然看似霸道，但是他一心为民，“从来没欺负过任何人”；律师关涛也有自己“认死理儿”的地方，那就是坚守律师的职业道德，坚持“法律不是用来挣钱的”。所以，当何幸福们的“认死理儿”一次次地呈现在荧幕之前时，我们的内心也一次次地共鸣了。
生活的“常识”未必是真理
除了“认死理儿”，《幸福到万家》展现的另一个生活逻辑就是：许多所谓的“生活常识”其实未必是真理，要像何幸福一样勇于挑战不合理的“生活常识”。比如，低俗的婚闹是现实生活中经常能遇到的现象，很多人都在批判这种现象，但是遇到了也无可奈何。剧中，何幸福面对低俗的婚闹坚决抵制，身边无论是村民还是亲友都非常不理解，认为婚闹是多年传下来的习俗，已经成为一种“生活常识”了，很正常，没必要大惊小怪。但是何幸福认识到这一陋习是不合理的，给当事人带来了巨大伤害，坚持讨要说法，最终凭一己之力赢得了越来越多人的理解和支持，实现了婚闹陋习在万家庄的明令禁止。
再比如，万善堂是万家庄的领头人，也是万家庄走上发展之路的大功臣。虽然万善堂存在工作作风霸道、工作方法简单粗暴的毛病，但是所有村民包括何幸福的公公婆婆和丈夫都习以为常，认为这都是正常的，似乎也是应该的。只有何幸福不这么理解，她坚持人跟人都是平等的观点，在征地补偿、王庆来被踢等事情上坚持己见，甚至不惜对簿公堂、向上级写投诉信。她用自己的执着勇于打破不合理的“生活常识”，维护了法律的公平公正，还社会以真理。
生动刻画小人物的生活逻辑，《幸福到万家》又一次奏响了温暖现实主义的时代旋律。
文/马银平
