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）

经历“最冷假期”后，华强北商户寻找“春天”******

　　阅读提示

　　在严查货品来源的管理要求下，“水货”手机逐渐失去生存空间，深圳华强北的大批手机商户遭遇“最冷假期”。不过，他们借助之前的经验积累，纷纷谋求新的出路。有的将销售渠道从线下搬到线上，还有的转向回收、销售国产或国行二手手机。

　　走进位于深圳市福田区的华强北飞扬时代大厦，记者发现高高悬挂在天花板上的大红色横幅显得格外醒目——“依法依规经营，严禁销售无合法来源产品”。

　　“我们严格查验货品来源，要求出示相关凭证、发票、收据等材料证明来源合法，才允许售卖。”近日，飞扬时代大厦市场管理处工作人员向记者透露。

　　“守一天，亏一天”“一部手机只能挣百元差价，利润减半”“有客询价却无货”……在严查货品来源的管理要求下，“水货”手机逐渐失去生存空间，华强北飞扬时代大厦的大批手机摊贩面临集体转型。

　　告别“水货”后，华强北商户该何去何从？记者采访了解到，商户们借助之前的经验积累，纷纷谋求新的出路。有的将销售渠道从线下搬到线上，有的尝试将“战场”转向回收、销售国产或国行二手手机。

　　借助从业经验实现转型

　　销售二手手机，尤其是“水货”手机，对华强北倒卖二手手机的年轻人(被称为“背包客”)而言，曾是一项具有售后风险的工作。为了避免售后问题，验货、测试是“背包客”的必备技能。

　　“拿回去有问题的手机，‘档口’老板不认账，不肯退换，就只能自己花钱修好。”“背包客”钟杰直言，自己也曾因拿了问题机吃过亏。如果问题手机导致客户退货，“背包客”不仅要承担来回几十元的邮费，还会耽误客户销售，影响信誉。

　　在飞扬时代大厦，售卖、维修、物流服务实现了“一条龙”。“背包客”们在档口拿到货后，测试发现有问题，不出大厦就能解决维修问题。一些“背包客”还懂得一些简单的维修技术。“货运过来都是没有修理过的。拿货时，只能将同一型号的整批货都拿走，不能挑选，质量参差不齐。”凭借长期的经验积累，遇到一些小问题，“背包客”林冲锋逐渐学会了如何维修。

　　在转型过程中，档口老板和“背包客”们利用先前的经验积累，或开设线下实体店回收、转卖国行或国产二手手机，或通过分享手机挑选、使用、维修的一些小技巧吸引一批粉丝，拓展客户来源，开辟线上销售渠道。

　　转卖国行“靓机”

　　“iPhone12，128G，国行双卡双待全网通5G，价格2580元”“高价回收，好坏二手手机都收”……翻开近期陈立群的微信朋友圈，记者留意到，他已经逐渐告别“水货”行业，将“战场”转到国行“靓机”。

　　“二手手机新旧程度不同，价格也有所不同。按外观成色区分，可以分为大花机、小花机、靓机、充新机。只要屏幕花了，都不能算是靓机，只能划为花机。充新机就是有使用痕迹但可忽略不计。”“背包客”钟杰介绍，作为“搬运工”，客户需要什么货，他们就拿什么货，但要保证是原装机。对从业者和客户而言，国行“靓机”的售后相对“水货”更加便捷。

　　去年7月，国家发展改革委印发的《“十四五”循环经济发展规划》明确要规范发展二手商品市场，同时鼓励“互联网+二手”模式发展，鼓励平台企业引入第三方二手商品专业经营商户，提高二手商品交易效率，推动线下实体二手市场规范建设和运营。国家不断释放利好政策，对二手手机回收行业发展起到了助推作用。

　　成立工作室、开二手手机店、入驻互联网二手交易平台……记者了解到，华强北的档口老板和“背包客”们正以多种方式开辟自己的二手手机回收和交易业务渠道。

　　线上销售，“小单快跑”

　　将档口退租后，林冲锋尝试线上销售，试图通过短视频社交软件积累客户。“我在社交平台以视频形式分享基本的手机维修知识以及不同型号手机的小技能，吸引了一些粉丝，有少量发展成了客户。”林冲锋说。

　　记者在短视频平台搜索“背包客”，发现有不少华强北从业者以视频形式介绍如何购买性价比高的二手手机以及手机摄影技巧、维修技能等。这些期望通过线上销售谋求转型的“背包客”中，既有粉丝数量寥寥者，也有人积累了近20万粉丝。“粉丝中大部分人对二手手机感兴趣，当有购买需求的时候，自然会找到关注的博主。”林冲锋如是说。

　　此外，也有一些手机摊贩尝试销售品牌新机。与飞扬时代大厦不同的是，华强北远望商城主要销售各品牌新机，是全球最大的“一站式”手机、数码产品采购中心。

　　在远望商城租有档口的叶先生告诉记者，他们属于经销商，相当于做多个品牌手机的批发业务。经销商能从厂家、代理商处以较低价格拿货，主要客户是电商平台的店家。“与‘水货’相比，利润肯定低一点，但属于合法经营，‘小单快跑’，这也是不错的行业。”

　　(应采访对象要求，文中人物均为化名)