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）
东西问丨刘进：江门五邑侨批中有何家国密码？******
中新社江门1月12日电 题：江门五邑侨批中有何家国密码？
——专访五邑大学广东侨乡文化研究院院长刘进
中新社记者 孙秋霞
近代到北美等地谋生的华侨，大多来自珠江三角洲及其周边乡村，其中五邑人最多。他们将银信(侨批)寄往家乡，赡养家眷，维系亲情，同时也推动了侨居地的繁荣发展。侨批是近代以来海外华侨华人主要通过民间渠道寄给国内眷属的汇款(银)和家书的合称。2013年，16万封粤闽籍华侨华人留下的《侨批档案》正式被列入世界记忆名录，成为中国第八项“世界记忆”遗产。
江门五邑保存有大量侨批，这些侨批中蕴藏着何种家国密码？五邑大学广东侨乡文化研究院院长刘进近日接受中新社“东西问”独家专访，作出深度解读。
现将访谈实录摘要如下：
中新社记者：为何早期赴北美谋生的华侨大多来自五邑？保存至今的侨批记载了他们怎样的生存史和创业史？
江门台山银信博物馆展出的部分侨批。严建广 摄刘进：早期到北美谋生的华侨绝大多来自珠三角粤语方言区，其中80%左右是五邑人(五邑指今江门市下辖新会、台山、开平、恩平、鹤山五个县级行政区)，台山人占到约五成。五邑多丘陵，人多地少，生存压力较珠三角地区的番禺、中山等地更大。1848年美国加州发现金矿，这一消息轰动世界，并很快传到珠三角，在五邑地区的青年男子中产生强烈反响。在致富的“拉力”和生计维艰的“推力”下，他们纷纷出洋“淘金”，并由此形成路径依赖和移民网络。
台山籍华人李齐乐的出入境身份证明文件。孙秋霞 摄五邑侨批记载了百余年来华侨华人与国内家眷共同构建无数个跨国家庭命运共同体、追求美好幸福生活的生动案例。近代，五邑华侨侨居的美国、加拿大、澳大利亚、新西兰等国家曾颁布排华法律，种族歧视问题严重，大多数华侨在信中诉说在海外谋生的艰辛与不易。
目前中国公共文博机构保存的五邑侨批有五万多件，现存最早的五邑侨批是1871年由美国华侨寄回，越到后面保留下来的侨批越多。20世纪70年代侨批局并入中国人民银行后，侨批从此成为历史。
加拿大华侨林德亮给儿子林举俍的信中诉说“到处禁止，不许我华人入境”，求生维艰。罗达全藏中新社记者：大量到海外谋生的江门五邑华侨，接触西方文化后，他们的思想观念发生了何种转变？他们如何影响家乡社会？
刘进：华侨是近代早期睁眼看世界的最大中国人群体。在书信中主要表现在：一是主动引进侨居国和地区的现代化事物，如发电机、留声机、抽水马桶等，改进侨乡的生产方式和生活品质；二是新思想新风尚的吸收和引进，如更加重视子弟接收现代教育，在婚姻和家庭生活中更体现出平等、民主的趋势；三是浓郁的社会公益意识和国家民族意识。
江门开平碉楼。孙秋霞 摄近代，华侨成为推动和参与中国乡村治理和建设的重要力量。五邑华侨为保卫家园，修筑了大量防范土匪的碉楼，并借鉴侨居地的社区模式建设许多华侨新村，改善了人居环境。华侨将海外的血汗之资源源不断输入家乡，建起了新宁铁路，修筑了纵横交错的公路；引进西方先进设施，如自来水设施、电力、电话等；改建或新建了上百个用于商业贸易的圩镇，知名的包括江门开平赤坎古镇、梅家大院(原名汀江圩)、冈宁圩(电影《让子弹飞》“鹅城”取景地)。海外华侨推动了侨乡由传统农业社会向工业社会转型，这成为民国时期乡村建设实践和探索的一个独特类型。
中新社记者：梁启超、陈少白、司徒美堂、冯如等历史名人均出自江门，是否也与华侨带给家乡的改变有关？
刘进：五邑华侨特别重视文化教育，捐资兴办了大量学校、图书馆、阅书报社，还兴办了近代中国侨乡最多的侨刊，引进了排球等体育运动，极大提升了五邑侨乡的文明程度。江门五邑地区产生了梁启超、陈少白等一大批引领中国前进方向的历史文化名人，这不是偶然的，与这里的文化土壤密切相关。
华侨伍耀初给父亲寄去50元，用于过年给家中儿童发放利是。李镜尧 藏从澳门到广州的珠江西岸地区是海上丝绸之路的重要通道，也是中外思想文化交锋、碰撞的前沿阵地，有学者称之为近代“珠江西岸文化走廊”。江门五邑地区恰好处于这一走廊地带，这里产生大量华侨也与该地区开放氛围相关。大量华侨出洋，又带来更加包容开放进取的社会文化环境，孕育出更多为国家为民族作出杰出贡献的知名历史人物，冯如、司徒美堂更是走向世界，成为侨界翘楚。
司徒美堂写给张祝三的信件。翁丹萍 摄中新社记者：通过对大量侨批进行研究，您认为江门五邑华侨具有怎样的集体意识？
刘进：在侨批中，华侨自称“唐人”，回国称“回唐”。汉唐时期是中国的盛世，他们以中国辉煌的历史为荣。他们意识到，自己在外遭受种族歧视和排斥，是因为没有一个强大的祖国作为后盾，普通华侨在侨批中谈到为抗日捐款，说得最多的是“国家兴亡，匹夫有责”，“有国才有家”。
广东广州，在“家国情怀寄尺素——江门五邑侨批(银信)专题展”上展览展出的银信。郭军 摄1937年，一位美国华侨在信中表示：“国家兴亡，匹夫有责”，“国破家何在？！”1979年，另一位美国华侨在书信中说：“现在观阅有关报刊，祖国大搞四个现代化，我们旅美侨民更希望祖国昌盛和强大，我们海外侨胞有好靠山。”实现中华民族伟大复兴，是一代代海内外中华儿女的梦想，每一封家信都诉说和见证了海外侨胞的家国情怀。
中新社记者：当前，江门逾530万名五邑籍港澳台同胞和海外侨胞遍布世界140多个国家和地区，未来应如何保护侨批文化和传承华侨精神？
刘进：江门既是近代形成的著名侨乡，又是改革开放后依然活跃的侨乡，新移民数量众多。华裔新生代已融入各个国家和地区，成为当地建设者和贡献者。新老移民对家乡的记忆永存心间，关心家乡发展。近年来，华裔新生代到祖籍地血脉寻根、文化寻根的潮流非常盛，他们探寻“我是谁？我从哪里来？”，为“到哪里去”提供历史文化自信。
江门五邑华侨华人博物馆展示的部分侨批。孙秋霞 摄为保护好侨批文化，首先要抢救存在灭失危机的侨批，目前民间有数量较多的侨批在流转交易，应抓紧抢救，将它们保存到条件良好的文化机构中。其次，要加强学术研究，对侨批谈论的跨国家庭日常生活进行学术凝练，探寻文化底蕴，特别要注重国际学术比较研究。第三，加强活化利用，通过博物馆、影视剧、城市文化景观、大中小学教育等多种方式，传播和弘扬华侨精神以及中华优秀传统文化。(完)
受访者简介：
刘进，五邑大学广东侨乡文化研究院院长，教授，著有《台山银信》《五邑银信》《银信与五邑侨乡社会》等，参与了“侨批档案：海外华侨银信”申报世界记忆遗产文本的研制工作。
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