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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）

餐饮业复苏回暖，数字化转型步伐加快******

　　“忙并快乐着”——这是很多餐饮人近期的共同感受。

　　随着疫情防控政策密集优化调整，国内餐饮市场加快复苏，大街小巷再次点燃浓浓烟火气。

　　刚刚过去的元旦假期，位于山东济南大观园景区的“城南往事”客流量猛增。“1号晚上11个房间全满，等餐区也坐得满满当当，一直到晚上10点半还没忙活完。”店长王一举说。

　　让王一举兴奋不已的，还有年夜饭的预订情况。“11个房间全订满了，大年初二也订出去好几间了。”他说，元旦和春节是餐饮市场复苏的试金石，大家有信心恢复到疫情前的状态。

　　“城南往事”工作人员接听顾客预订电话。新华社记者 陈国峰摄

　　近期，各地相继推出政策举措，加快推进餐饮市场复苏：重庆通过分批发放消费券、启动跨年迎新消费节等措施，促进餐饮零售等消费；武汉餐饮业协会联合餐饮企业推出煨汤滋补美食节、邻里年货节等系列活动；天津启动跨年暖心购物季，带动商圈烟火气加速回归……

　　美团数据显示，多地餐饮消费出现不同程度恢复，线下门店客流逐步增长。元旦假期前两日，全国堂食线上交易额较前一周同期增长超1倍。其中，江苏、浙江等地相关交易额增长超230%。

　　复苏暖意渐浓的同时，越来越多餐饮企业通过数字技术和智能设备应用，加快转型升级步伐。

　　“莜面鱼鱼”“莜面村三种蘑菇”“胡萝卜焖饭”……只见数百个产品研发项目在多维表格里清晰排列，项目负责人、完成进度、优先级一目了然。

　　西贝餐饮研发经理崔雯雯告诉记者，过去企业在信息流转环节需要耗费较高的人力和时间成本，通过引入飞书多维表格等数字化管理工具，实现项目流程自动化，方便资料归档和数据沉淀，帮助企业高效推进研发项目管理。

　　“餐饮业正在拥抱新的数字化经营主场。我们希望通过对产品研发、门店运营、巡检记录、供应商需求反馈等信息的标准化管理，提高餐饮门店数字运营能力，助力更多连锁企业和中小商家降本增效。”飞书企业效能顾问马金歌说。

　　西贝食品工程部应用飞书多维表格管理产品研发。（受访者供图）

　　智能青提剥皮机仅用1分钟就能为一筐青提去皮，智能水果去核机4分钟完成1公斤橄榄去核……在新茶饮品牌喜茶的一家门店里，记者看到各类智能设备正在高效运转。

　　“专业智能设备的应用，不仅减轻了人员工作压力，提高生产效率，还能最大限度保证每一杯产品的口感都是一致的。”喜茶相关负责人说，企业组建了专业智能设备研发团队，目前已推出3款智能设备并在门店进行大规模应用。

　　中国商业联合会日前发布的“2023年中国商业十大热点展望评述报告”显示，作为供给端升级核心推动力之一，数字化为餐饮业带来深度变革，未来，餐饮市场竞争不仅体现在企业之间产品和服务的竞争，还体现在前端场景和客流量的竞争、后端系统和供应链的竞争。

　　“随着数字管理系统、移动支付、大数据等发展普及，越来越多企业推出线上化、数字化运营模式，加大智能设备投入和使用，餐饮商家数字化改造进程加快，将进一步推动全行业转型升级。”中国连锁经营协会会长裴亮说。（新华社记者 王雨萧）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）