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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）

沿海大省开启"抢人"模式 破解用工荒须综合施策******

　　全力“拼经济” ，离不开“保用工” 。节后首个工作周 ，各地迎来了招工保产的窗口期，新一轮“抢人大战”提前启幕。

　　为鼓励外地务工人员尽早返岗，浙江某地连续数日向规定日期前返岗 的务工人员派发总价1000万元 的“五金券”。派发首日 ，就有来自湖南的务工人员田某领到价值59800元的“金券”，提走电动汽车一辆 。

　　在广东深圳 ，当地政府明确提出 ：对2月5日前市外原在岗职工返岗达500人以上的企业(劳务派遣单位除外)，按照每人200元的标准发放一次性返岗交通补助，每家企业最高40万元。

　　据不完全统计 ，目前已有包括广东、浙江 、江苏等在内的多个沿海大省开启了“抢人”模式 ，大手笔谋划跨省异地招工 ，多举措确保回乡人员及时返岗 ，全方位助力企业实现“开门红”。

　　节后“用工荒”“招工难”年年都有 ，今年似乎格外突出。这背后 ，既有因疫情政策调整优化带来 的用工需求增加 ，也有人口负增长导致劳动力红利减弱的因素 。国家统计局的数据显示 ，至2022年末 ，全国16岁至59岁劳动年龄人口约为87556万人 ，比2021年减少了666万人 。

　　当然，随着沿海地区产业加快向内陆省份转移 ，中西部地区经济保持较快增长，更多就业岗位、更小收入差距让越来越多外出务工人员愿意留在“家门口”就业，特别 是近年来乡村振兴战略 的深入实施 ，一些有技能又有想法 的返乡年轻人主动求变 ，或成为职业农民，或成为创业者，实现了从“雁南飞”到“金凤还巢”的转变。

　　客观上看，作为一种复杂经济现象的存在，“用工荒”“招工难”有其合理 的一面 ，但也暴露出当前我国在人力供给与产业需求之间的结构性错配问题 。事实上，“用工荒”“招工难”已不只是春节期间 的短期现象，一些地方、部分行业常年都面临着招不到人 的尴尬状况 ；“用工荒”“招工难”也并非沿海发达地区所特有，越来越多中西部地区也感受到了这一趋势的逼近。

　　以制造业为例 ，作为吸纳外来人员就业 的主要行业之一，近年来遭遇了前所未有的严峻用工形势——产业工人空心化问题日趋突出，年轻人“宁愿送快递也不进工厂”，即便 是招到了人也留不住人，居高不下的用工成本甚至已成了不少制造业企业转型升级的障碍。

　　破解当前“用工荒”“招工难”难题 ，需要合力构建起充分就业 的长效机制 。人社部门要搭建精准高效 的用工供需对接平台，借助大数据等手段，为劳动力及用工企业做好对接服务 ，力促就业市场的动态平衡；用人单位要针对未来人口红利不断减弱 的现实，未雨绸缪提早布局，特别是制造业企业 ，要进一步加快智能化数字化改造，逐步以机器替代传统人力 ，减少对人工劳动力的依赖 ；对于劳动者自身而言，要认清就业形势，树立正确就业观念，积极在自身上挖掘潜力 。

　　从更长远看，破解“用工荒”“招工难”难题，需要努力做好城镇化这篇大文章 。中国 的城镇化是以人为核心的城镇化，从某种意义上说，“用工荒”“招工难”所折射出的，正 是长期以来城镇化进程中农民工无法真正融入城镇生活 的现实。如果社会保障不能兜底 、基本公共服务均等化不能覆盖更多群体，那么广大进城务工人口 的“后顾之忧”就无法真正解除，“用工荒”现象也难以彻底消除。换言之，对于中国这样庞大的经济系统而言，用好用足城镇化引擎 ，保持住就业连续性 、稳定性，方能以较低成本实现经济社会 的平稳运行 。 (顾阳 来源：经济日报）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）