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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）
县域经济“天花板”在哪里？这个5000亿之城打了个样******
中新网2月2日电 (中新财经记者 左宇坤)一座县级市的经济体量能跻身“大城市”行列，甚至超过一个西部省份，是一种怎样的体验？
近日，“最牛县级市”昆山再传捷报，成为全国首个GDP突破5000亿元的县级市。昆山牛在哪里？县域经济飞速发展的背景下，又是否有其他县级市能与昆山一决雌雄？
江苏昆山，一轮红月亮升起在慧聚寺上空升起，与寺塔相映成趣。 图片来源：ICphoto县域经济“天花板”有多高？
近来，全国各地陆续发布2022年经济成绩单。除了各省市之间你追我赶的激烈较量，一个县级市的表现也颇为亮眼。
据昆山市统计局消息，2022年昆山全年完成地区生产总值5006.7亿元，按不变价格计算，比上年增长1.8%。全国首个GDP突破5000亿元的县级市诞生。
结合目前已公布的2022年31个省区市GDP数据看，青海GDP为3610.1亿元，西藏GDP为2132.6亿元，昆山已超越两者且与GDP为5069.6亿元的宁夏十分接近。
除了可与省份比肩，根据国务院第七次全国人口普查领导小组办公室编制的《2020中国人口普查分县资料》，江苏昆山已位列全国105个大城市之中。
自2005年昆山首次成为全国百强县之首后，便稳坐这一位置18年，近几年更是加速发展。数据显示，昆山分别于2014年、2019年跨越3000亿元、4000亿元新台阶，从3000亿元到4000亿元用时5年，而从4000亿元到5000亿元仅用了3年。
在昆山2023年的政府工作报告中，将新一年地区生产总值增长目标定为5%左右。1月29日的“新春第一会”上，昆山提出要加快复工复产，全力以赴帮助企业保用工、争订单、拓市场、稳增长，切实以首季“开门红”引领“全年胜”。
“小六子”何以逆袭霸榜十八年？
“不到园林，怎知春色如许？”身为“百戏之祖”昆曲发源地的昆山，正如昆曲传统剧目《牡丹亭》中所唱的一样，是座秀丽娇美的江南水乡。
总面积不足1000平方公里，常住人口200余万人的昆山，曾经由于工业基础薄弱，在江南这片富饶的土地中并不显眼。更是因为在当时苏州下辖的6个县中排名垫底，被称为“小六子”。
“小六子”逆袭的故事要从改革开放讲起。1984年起，昆山抓住机遇、奋起直追，靠着“艰苦创业、勇于创新、争先创优”的昆山之路，实现农转工、内转外的转型和崛起。
倚靠“最强地级市”苏州，接壤全国经济中心城市的上海，谈起昆山的发展，首先绕不开的就是其“接沪连苏”这一得天独厚的区位优势，被认为是昆山突破的基底。
“双城通勤人”林涛(化名)在上海工作，住在昆山花桥，这里是大量无法在上海落户或买房的人的最佳居住选择。
“我每天乘坐11号线通勤3个多小时，地铁承载着大量和我一样往返上海市中心与花桥的上班族。也有同住昆山的同事开车往返，每天来回高速120多公里。”在林涛看来，昆山撑起了众多年轻人梦想与现实的平衡点。
据苏州轨道交通集团有限公司消息，苏州轨交11号线预计6月开通运营，届时将在花桥站和上海地铁11号线无缝“牵手”。这也将进一步推动昆山融入上海大都市圈。
航拍苏州昆山花桥花溪公园。 泱波 摄与此同时，昆山还是大陆台商投资最活跃、台资企业最密集、两岸经贸文化交流最频繁的地区之一。据统计，昆山实际经营的台资企业有3300多家，昆山地区生产总值的30%、工业总产值的40%、利用外资的50%、进出口总额的60%来自于台资企业贡献。
正如昆曲在与其他戏曲形式的融合中萌发新芽，昆山经济的发展之路同样离不开包容的气质。除了昆台融合，昆山也在加速创新链产业链的深度耦合发展。
“产业链优势是昆山吸引外资最大的底气，之所以昆山能够保持全球笔记本电脑‘三分天下有其一’的市场份额，就在于一直坚持‘缺什么招什么’，打造一条完整的产业链。”昆山市委书记周伟曾表示，昆山正在积极地构建新的智能终端产业链条，聚焦头部企业，给资源，保要素，为企业落户昆山创造一切有利条件。
不可忽视的县域力量
说到县域经济的领头羊，另一个不得不提的就是同属江苏省，与昆山“双雄争霸”的江阴。
无锡代管的江阴截至目前尚未公布2022年GDP。以2021年的数据看，江阴该年GDP达到4580.33亿元，以167亿元的差距紧随2021年GDP为4748.06亿元的昆山之后，位居次席。
江阴北枕长江，南近太湖，地处苏锡常“金三角”的几何中心，历来为大江南北的重要交通枢纽和江海联运、江河换装的天然良港，工业实力首屈一指。
在2021年GDP十强县中位列第三的，同样是来自江苏省的张家港。此外，江苏苏州常熟市、江苏无锡宜兴市也跻身前十。
这几个已然有着地级市体量的强县也极大拉动了江苏经济发展。2022年，江苏省GDP首次迈入12万亿元新台阶，五年间跨越四个万亿元台阶，紧追广东。
县域经济对地区发展的重要作用不言而喻。从强县云集的江苏、浙江、山东、福建等沿海省份持续发力，到湖北、河南、四川等内陆省份奋起直追，城镇化发展的道路上，更多“超级强县”不断出现。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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