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）
谁是下一个“万亿之城”？******
中新网北京2月2日电题：谁是下一个“万亿之城”？
中新财经记者 李金磊
对于一座城市来说，GDP跻身“万亿之城”是城市经济实力的体现。
目前，中国有24座“GDP万亿之城”。2023年，“万亿俱乐部”有望继续扩容，两座城市极有可能晋级“万亿之城”，它们是谁？
资料图。张舰元 制图常州、烟台距离万亿仅一步之遥
虽然2022年GDP“万亿俱乐部”没有扩容，但在2023年，有两座城市有望拿到“万亿俱乐部”的门票，分别是江苏常州、山东烟台。
常州市统计局数据显示，2022年GDP迈上9000亿元新台阶，达9550.1亿元，比上年增长3.5%。
烟台市统计局数据显示，2022年GDP为9515.86亿元，同比增长5.1%。
常州、烟台2022年GDP均超过9500亿元，距离万亿大关只有一步之遥。新的一年，这两座城市也是铆足了劲，向“GDP万亿之城”全力冲刺。
常州市2023年政府工作报告指出，今年是冲刺“GDP万亿之城”的决胜之年。经过多年的发展积累，常州经济总量和规模即将完成历史性的一跃，站上新的更高台阶和起点。2023年GDP预期增长目标为5.5%。
站在万亿门槛前的常州，决心把打造新能源之都作为能级跃升、破圈突围的落笔点。数据显示，2022年常州新能源领域产值突破5000亿元，动力电池、新能源汽车、光伏三大产业同比增长96.5%、对全市规上工业产值增长贡献率达102.2%。
1月28日，兔年首个工作日，常州市委、市政府召开新能源之都建设推进大会，常州市委书记陈金虎表示，今年常州将满怀豪情迈进GDP万亿之城。新能源产业是我们锻造发展优势的“制胜之道”和“独门绝技”。
值得注意的是，目前江苏已经有苏州、南京、无锡、南通4座“GDP万亿之城”，如果今年常州GDP突破万亿，江苏将拥有5座“GDP万亿之城”，成为拥有万亿GDP城市最多的省份。
资料图。烟台港西港区。中新社发 郝光亮 摄而烟台在2023年政府工作报告中明确提出预期目标：2023年GDP增长5.5%以上，争取突破万亿元大关。
对于烟台来说，今年是实现GDP过万亿元目标的冲刺之年。烟台要求，推动各项工作在全省“保三争二奔第一”，昂首奋进万亿级城市行列，打造山东发展重要增长极。
抓项目建设、抓招商引资、抓工业生产、抓扩大消费，作为山东经济大市、工业大市的烟台，摆出了“起步就是冲刺、开局就是决战”的姿态。
1月28日，烟台发改委印发2023年市级重点项目名单，市级重点项目总量537个、总投资2.2万亿、年度计划投资2625亿元。
目前，山东已有济南和青岛两个万亿GDP城市，烟台有望成为第三个，这对于中国第三经济大省山东来说意义重大。
“万亿之城”还有哪些“后备军”？
从2022年GDP数据来看，唐山、徐州、大连、温州等城市GDP处于8000亿元的阵营，今年冲击“万亿之城”有一定难度，属于“第二梯队”。
其中，唐山2022年GDP为8900.7亿元，同比增长4.7%。徐州2022年GDP为8457.84亿元，同比增长3.2%。大连2022年GDP为8430.9亿元，同比增长4.0%。温州2022年GDP达8029.8亿元，首次突破8000亿元大关，同比增长3.7%。
图为夜间的重庆洪崖洞。 韩璐 摄“万亿之城”前五位次有变化
目前的24座“GDP万亿之城”分别为上海、北京、深圳、广州、重庆、天津、苏州、武汉、成都、杭州、南京、青岛、无锡、长沙、宁波、郑州、佛山、福州、泉州、南通、合肥、西安、济南、东莞。
其中，18座位于南方，6座位于北方。
从时间顺序来看，2006年上海GDP率先超过万亿元，2008年北京GDP破万亿元，2010年广州GDP破万亿元，2011年深圳、天津、苏州、重庆4个城市GDP突破万亿元，2014年武汉、成都GDP超过万亿元，2015年杭州GDP超过万亿元，2016年南京和青岛GDP突破1万亿元，2017年无锡、长沙GDP破万亿元，2018年宁波、郑州GDP突破万亿元，2019年佛山GDP总量突破万亿元，2020年福州、泉州、南通、合肥、西安、济南GDP突破万亿元，2021年东莞GDP突破万亿元。
随着2022年GDP数据的公布，“GDP万亿之城”前五位次迎来变化。
其中，上海2022年GDP为44652.8亿元，北京为41610.9亿元，深圳为32387.68亿元，重庆为29129.03亿元，广州为28839亿元。重庆GDP超过广州，跻身GDP“第四城”。
在2023年政府工作报告中，重庆提出2023年GDP预期增长目标为“6%以上、争取实现更好的结果”。
将2023年GDP预期增长目标设定为“6%以上”的广州，近日在高质量发展大会上提出，以全年固定资产投资、社会消费品零售总额、外贸进出口总额“三个一万亿”支撑全市地区生产总值突破3万亿元、增长6%以上。(完)
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