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）

持续提升我国产业链供应链韧性和安全水平******

  【深入学习宣传贯彻党的二十大精神】  

　　作者：余典范（上海财经大学中国产业发展研究院常务副院长）

　　党的二十大报告明确提出，要着力提升产业链供应链韧性和安全水平。2022年中央经济工作会议要求，围绕制造业重点产业链，找准关键核心技术和零部件薄弱环节，集中优质资源合力攻关，保证产业体系自主可控和安全可靠，确保国民经济循环畅通。产业链供应链韧性和安全水平主要指其受到外部冲击后能恢复原样甚至达到更理想状态，在极端情况下能够有效运转，在关键时刻能够反制封锁打压，并能够在价值链中获利的能力。习近平总书记强调，维护全球产业链供应链韧性和稳定是推动世界经济发展的重要保障，符合世界各国人民共同利益。中国坚定不移维护产业链供应链的公共产品属性，保障本国产业链供应链安全稳定，以实际行动深化产业链供应链国际合作，让发展成果更好惠及各国人民。尽管我国是目前世界上少有的产业体系较为完整的国家，拥有潜在的产业稳定性和抵御风险的能力，但在一些核心技术和关键环节上还受制于人。当前，提升重点产业链供应链韧性和安全水平已经上升到国家利益和国家安全的高度，也是实现中国式现代化的重要保障。中国愿同各国一道，把握新一轮科技革命和产业变革新机遇，共同构筑安全稳定、畅通高效、开放包容、互利共赢的全球产业链供应链体系，为促进全球经济循环、助力世界经济增长、增进各国人民福祉作出贡献。增强重点产业链供应链韧性和安全水平，需要改变传统上只注重经济效益的观念，统筹发展与安全，充分发挥产业链供应链的溢出效应，促进产业链供应链实现协同发展。

　　不断提高产业链供应链的稳定性与可持续性

　　加快提高我国的产业链供应链的韧性和安全水平，未来应重视以下方面的工作：

　　提高产业链供应链韧性应成为基础设施建设的重要考虑维度。基础设施包括港口、铁路、公路和仓储等，涉及跨区域的规划、建设，需要建立协同机制，将物流运输链的韧性和安全水平考虑进去。新型数字基础设施建设应致力于为产业链供应链畅通提供更为精准的信息服务、分析与预测，以进一步提高产业链供应链的响应速度。

　　建立重点产业的关键产品目录。通过竞争性政府采购这一符合国际规范的方式，为确保产业链供应链韧性和安全水平所必需的关键产品和零部件提供支持，在研发补贴与市场应用方面为国产替代创造机会，促进生产本土化并补足产业链供应链的短板。

　　强化各部门、各区域之间的协同机制，推动各行业、各地区产业链供应链的协同。进一步深化部、省（市）合作，对一些涉及供应链的基础性、紧迫性、共性问题加以针对性解决，如重点产业的技术研发、劳动力教育与培训、基础设施建设等，对供应链短板进行持续改善，增强供应链的韧性。在重点行业共同梳理产业链供应链的安全图谱、断链风险图谱，形成产业链补链固链强链清单、供应链合作清单以及产业链关键技术环节清单。在资金、人才、平台等方面强化对这些领域的稳定性支持，形成强化供应链韧性的合力。利用现有的长三角一体化、粤港澳大湾区建设、京津冀协同发展等区域重大战略，通过建设具有国际竞争力的产业集群，强化我国供应链在国内国际双循环中的吸引力。进一步提升跨区域运输、人才流动、产业分工的合作水平，畅通供应链循环、产业链上下游的协作，增加对国际上高水平供应链企业的吸引力。

　　加强我国在重要产业链供应链的全球、区域合作机制。在提升产业链供应链韧性与安全水平的过程中，我国企业应加强与全球特别是区域重要供应链经济体的合作，建立长期的合作关系。可以借助已有的区域贸易协定如《区域全面经济伙伴关系协定》（RCEP）等，利用我国申请加入《全面与进步跨太平洋伙伴关系协定》（CPTPP）、《数字经济伙伴关系协定》（DEPA）谈判推进的机会，强化主要贸易伙伴的对话与合作，建立关键产业链供应链环节跨境联合清单，推动信息共享、常态化协商等合作机制，在发生负面冲击时保持产业链供应链稳定。同时，利用这些全球、区域合作机制，我国企业应积极“走出去”，通过开展海外并购、设立海外研发中心、设立海外制造基地、进行海外跨境的产能合作等方式参与全球资源配置和全球市场布局，构建更加稳定、多元的供应链网络。

　　积极推动产业链供应链的数字化转型

　　尽快完善重点产业供应链大数据平台系统，为我国产业链供应链快速响应能力的提升提供智慧化的平台支持。积极利用数字化技术，借助历史数据及算法模型等，通过模拟、预测产业链供应链的全生命周期过程，实现对重点产业供应链生产、销售的分析和优化。可以根据产业链供应链中的人员、原材料、物流联动的强度和分布，做好产业链供应链的动态优化方案，提升供应链的应急响应能力。

　　不断提升产业链供应链数字化核心能力。相关部门应尽快梳理、摸排数字化领域重点技术发展清单，推出国家专项支持计划；鼓励数字化改造服务商做大做强，设立行业数字化改造标杆，引导龙头企业转变为数字化改造方案提供商，鼓励重点数字化企业牵头参与本领域数字化转型的国际标准、国家标准的制定，提升服务能级，增强在全球产业链中的话语权。

　　围绕重点产业领域推动产业电商平台集群建设。在细分重点领域培育具有全球影响力的产业电商平台企业，围绕平台企业形成规模庞大的优质的一级、二级供应商，并以此带动多个领域形成万亿级规模的市场，在此基础上形成相应领域数字化供应链产业联盟，促进产业电商集群发展。同时，在产业电商平台领域规范反垄断监管，积极引导市场有序竞争，保障其在守正创新的道路上行稳致远。

　　积极参与全球数字贸易发展，增强国内产业链供应链竞争力。数字贸易规则是国际经贸规则重构和各方博弈的焦点，也是全球供应链重构的重要推动力量。目前包括《全面与进步跨太平洋伙伴关系协定》、美墨加协定（USMCA）、《区域全面经济伙伴关系协定》等在内的110多个区域贸易协定都设有数字贸易章节，同时签署独立的数字贸易协定如《数字经济伙伴关系协定》等成为新的趋势。为此，我们应顺应数字贸易中区域及双边协定作为规则制定的主要方式，以高度依赖技术创新和数据跨境流动的数字服务为发展重点，分步骤制定如智能网联汽车、信息技术等重点领域的数据分级分类标准和重要数据目录。用足用好进博会、服贸会等贸易展会平台，强化数字贸易核心议题的交流协商，与国际组织、数字贸易主要经济体、数字贸易领军企业等持续就面临的年度关键议题及长期发展问题进行交流、协商，建立共同推进机制。探索建设与国际高标准数字贸易规则相衔接、具有中国特色的数字贸易发展体系，打造若干具有国内示范作用和全球辐射效应的数字贸易示范区。因地制宜在不同区域构建数字贸易“朋友圈”，加快数字贸易的纵深发展，强化数字贸易领域的全方位合作。

　　《光明日报》（ 2023年01月05日 06版）