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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）

山东科技大学：不让一名毕业生在求职路上“掉队”******

　　山东科技大学实行“一人一档”“一人一策”精准帮扶——

　　不让一名毕业生在求职路上“掉队”

因为照顾生病的父母，山东科技大学土木工程专业毕业生兰松没有落实就业单位。与兰松结对的辅导员刘超，不仅不时嘘寒问暖与他保持联系，还把该生信息输入学校干部和教师掌握的“未就业毕业生平台”。前不久，土建学院党委副书记高静在中建八局第四建设有限公司访企拓岗时，发现该公司招聘要求与兰松就业需求很匹配，就向企业负责人重点推荐了他，很快就听到了兰松签约就业的好消息。

　　“全校为离校未就业毕业生建立就业工作台账，对他们开展‘结对’跟踪就业服务，重点推送就业岗位，直到学生签约。截至目前，已定向发布就业岗位1000余个。”山东科技大学就业指导中心主任王震说。

　　山东科技大学校长姚庆国表示，学校针对离校未就业、低收入家庭、单亲家庭、零就业家庭等特殊重点群体毕业生，开辟“就业创业绿色通道”，实行“一人一档”“一人一策”精准帮扶，及时、精准地为他们推送心仪的重点企业岗位信息，不让一名毕业生在求职路上“掉队”。

　　几天前，山东科技大学机电学院2023届毕业生马龙一大早便收到辅导员樊玉华发来的酒泉钢铁（集团）有限责任公司招录公告，并提醒他按照岗位需求优化简历，及时投递。

　　马龙家庭经济较为困难，这段时间，学校就业专属服务让他感觉幸福感“爆棚”，辅导员俨然成了他的就业顾问，常常为他“开小灶”单独辅导应聘技巧。

　　今年以来，在山东科技大学，像马龙一样的286名家庭贫困毕业生都有自己专属的就业指导教师。近年来，山东科技大学构建起学校、学院、专业“三位一体”就业帮扶体系，建立了“结对帮扶档案”，组建由专业教师、班主任、辅导员等组成的就业“红娘”队伍，组织专场招聘活动，帮助他们尽快实现就业。

　　“针对重点群体学生就业帮扶，我们更上心。”樊玉华表示，为结对学生定点推送岗位信息，已经成为全校200多名辅导员每天的工作习惯。

　　“感谢老师的指导和帮助，让我顺利通过了招聘单位的笔试和面试，找到了一份满意的工作。”应用物理学专业毕业生刘超博家庭经济较为困难，找到一份满意的工作、缓解家庭负担是他最大的心愿。在学校举办的人工智能专场双选会上，指导教师与他“并肩战斗”，帮助其成功获得一家国企的电气工程师岗位。

　　截至目前，今年该校举办毕业生专场招聘活动636场次，提供就业岗位4万余个。此外，学校还聚焦家庭经济困难学生面临的实际难题，打造网络面试间，创新“‘码’上就业+精准对接”的工作模式，为他们点亮就业路上的“绿灯”。

　　“大学生活动中心204活动室，成了我们的‘网络面试间’。”采矿工程专业毕业生兰皓回忆，接到线上面试通知时，担心自己的手机和宿舍环境不能满足面试要求，自己还有些发愁。“学校的‘网络面试间’解了燃眉之急，真切感受到学校就业服务的用心用情。”

　　“党的二十大报告提出实施就业优先战略，提出健全就业公共服务体系，完善重点群体就业支持体系，加强困难群体就业兜底帮扶。”党的二十大代表、山东科技大学党委书记罗公利告诉记者，近年来，学校不断出台面向困难学生群体的就业帮扶政策，采取一系列有力举措，及时为毕业生纾困解难。“下一步，学校将继续坚持摸排跟踪、岗位推送、指导服务和重点帮扶‘不断线’，让重点群体毕业生端稳就业饭碗。”（本报记者 孙军 特约通讯员 韩洪烁）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）