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）

看见文明和美好——上海浦东创建全国文明典范城区观察******

　　光明日报记者 颜维琦

　　浦东开发开放30年取得的显著成就，为改革开放和社会主义现代化建设提供了最生动的实践写照。眼下的浦东，面对的又是一道新的考题——

　　打造社会主义现代化建设引领区，能否实现物质文明建设和精神文明建设高质量发展、社会治理能力和城市治理水平高效能提升、群众生活质量和城市发展品质高水平改善、市民文明素质和城市文明程度高标准示范？

　　记者日前来到浦东新区多个街镇的居民区、集市商圈、公园绿地、图书馆，发现以创建全国文明典范城区为契机，浦东正在谋划一篇立足“大文明”的文章，着力让文明创建成为破解治理难题、为民办实事的有效抓手，让文明成为无处不在的生活细节，让文明成为一座城市的精神面貌和价值取向。

　　文明的城区，应是烟火气盎然的

　　不少人理解的文明创建就是街面打扫干净、车辆码放整齐、整治“脏乱差”“老破小”……这时，菜场、夜市、背街小巷、公共厕所，往往成为文明创建的薄弱环节，是否应“一整了之”“一赶了之”？

　　在浦东，居民身边的“菜篮子”有了“七十二变”。每天早晨，金杨路上的金杨市集都格外热闹，除了买菜，不少居民是专程来吃早餐的。金杨市集的前身是建于1998年的枣庄集贸市场，经历了从露天摆摊到“退路进室”，是典型的老菜场。2021年，对周边居民开展充分调研后，当地明确将“菜篮子工程”与“早餐工程”有效融合进行改造。2022年，金杨市集挂牌上海市五星级标准化菜市场，是浦东首家获此殊荣的菜市场。

　　浦东菜市场建设的数量与质量均位居上海全市前列，商务委在册的菜场就有196家。推动缺配地区菜场新建、老旧菜场改建、传统菜场转型，浦东精心呵护街巷社区的“烟火气”。昔日文明创建的薄弱环节，成了凝聚人心、汇聚人气的亮点所在。

　　特大型城区的管理，要做到“精细”二字绝非易事，高楼林立的背后，有不少“老小旧远”的难题有待破解。在塘桥街道峨海小区入口处，原本平平无奇的门卫室焕然一新，成了集接待、咨询、便民、公益等服务于一体的社区阵地，周边搭配微景观，平添一道风景线。

　　一段时间以来，塘桥街道在“家门口”服务体系建设推进中发现：服务对象仍以覆盖老年人为主，年轻群体感受度不高；社区党组织不断强化宣传、治理和服务功能，群众对党建工作的获得感提升仍不够明显。梳理之后发现，小区的主出入口是社区所有人群的必经之地，也就意味着，这里成了可以实现社区全人群覆盖的新公共空间。小小的“门房间革命”应运而生，形成社区治理的第四空间，也带动更多人参与到社区治理中来。2022年，这一改造在塘桥街道24个居民区实现全覆盖。

　　在“我为群众办实事”实践中，浦东新区文明办深入社区基层，以群众的“急难愁盼”作为发力点，联动街镇破解基层治理难题，用精神文明建设赋能“家门口”服务，全面推进“城中村”和老旧小区综合治理。在一个个难题的纾解中，带来城区品质的大提升，也为全国文明典范城区创建打下扎实基础。

　　文明的城区，应是人与自然和谐共生的

　　可以打卡最美天际线，也可以走进100多年前远东最先进的码头；可以吹吹江风，走一走12座“云桥”，也可以坐进驿站，看云卷云舒……东岸滨江新时代文明实践带行走线路一上线，就成了“网红”。60分钟的路程，串联起30个沿线地标、20个滨江故事，参与者可以走进浦江东岸工业文化百年变迁，沉浸式体验“人民的滨江，世界的会客厅”。

　　这里也是沪上骑行者的打卡胜地。江上轮船来往、白鹭齐飞，江边芦苇飘荡、草坪开阔，青年艺术家的涂鸦作品让骑行有了更多乐趣。骑行者们将杨浦大桥下方的绿道起点称作“北墙”，徐浦大桥下的终点则是“南墙”，每逢周末，纷纷来到这里开启一次“撞南墙”的骑行之旅。有市民感慨，滨江岸线“三道并行”，可以散步、跑步、骑车，享受家庭休闲时光，“各行其道，各美其美，就是文明的样子”。

　　江、河、海可亲可近，高楼“森林”怀抱着绿地和老建筑——在浦东，时时能感受到人与人、人与自然、人与历史文化的相遇。中国式现代化是人与自然和谐共生的现代化，走的是生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，既要创造更多物质财富和精神财富以满足人民日益增长的美好生活需要，也要提供更多优质生态产品以满足人民日益增长的优美生态环境需要。

　　家住浦东高行镇新高苑小区的刘阿姨，已经把家门口的赵家沟作为休闲散步的首选去处，“这里河水清澈、岸边绿化好，休闲设施也齐全，天气好的时候过来散散步，心旷神怡。”位于高行镇的赵家沟条段是三星级河道。在做好城乡中小河道综合整治工作的同时，浦东新区通过星级河道和样板水系创建，打造水上景观样板。浦东新区还提出“建设造福人民的幸福河”，启动生态清洁小流域建设，将水源保护、面源污染防治、农村环境整治、人居环境改善有机统一起来，水系、道路、农田、村庄、绿化同步规划、同步治理。

　　经历了经济快速发展的浦东更能理解，生态环境是城市发展的根基，绿色是人民城市最动人的底色。过去十年来，浦东新区积极推动“公园城市”建设，全力增加绿色空间、提升绿色品质。2022年1月，占地面积167公顷的合庆郊野公园一期开园。作为浦东新区首个郊野公园，合庆郊野公园在保护农田和农村肌理的基础上，让农村村落、农田、果园及森林，与公园新建景观交织，形成了区别于其他公园的特有风格。

　　在创造高品质生活上，浦东勇于作为，把最好的资源留给人民，把最优的服务送给人民，把最美的生态献给人民，把最便利的出行带给人民，加快为群众创造美好生活。

　　文明的城区，应是“人人参与、人人享有”的

　　今天，打造社会主义现代化建设引领区的浦东，如何深刻理解文明、持续践行文明？文明内化于心，外化于行，它是诚信、是秩序、是开放、是效率，体现在每个人的日常生活中。文明是最大的软实力，决定了一个城市能够站得多高、走得多远。它是市民文明素养的细枝末节，更是看得见的营商环境，对区域经济有着显著的带动作用，也制约着经济发展的上限。检验一个城市的文明程度，最直观的一条，就是看人们愿不愿意到这座城市来，愿不愿意留在这里、投身其中。

　　陆家嘴街道是上海建设金融中心的核心承载区，面积约6.89平方公里，辖区实有人口12.6万，境外人员0.7万，109幢商务楼宇中有近30万的工作人群。陆家嘴街道的做法是通过区域化党建，促进商务楼宇与小区楼组“两楼联动”，在链接多方资源中，实现参与主体多元化。2022年，陆家嘴街道楼宇商圈党群服务站揭牌。

　　截至2022年年底，浦东新区已建设形成“1+36+1347”区级、街镇、村居新时代文明实践三级阵地网络全覆盖，并形成177个特色新时代文明实践阵地。新区实名认证注册志愿者超130万，建设市、区两级志愿服务基地71个。浦东清楚地认识到，市民群众对更精细化的管理，更人性化的服务，更常态化的创建有了更多的需求，这就要求文明创建工作不能止步，不能满足现状，必须更加突出精神文明的本质要求和为人民群众服务的宗旨。

　　2022年11月1日起，作为首部针对小区治理的浦东法规，《上海市浦东新区推进住宅小区治理创新若干规定》开始实施。着眼小区治理“顽疾”，浦东以立法和制度补位，着力加强居民自治能力建设，更好发挥多元力量的作用，实现“众人的事情由众人商量”。

　　“创建为民，创建惠民，创建靠民”，如今的浦东正深入践行“人民城市”理念，以创建利民惠民的实际成果激发市民的参与热情，以市民文明的自觉提升文明创建的水平，以人的全面发展来促进城市治理水平的持续提升，在典范城区的创建实践中讲好新时代的中国故事、上海故事。

　　《光明日报》（ 2023年01月06日 04版）