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·读懂中国式现代化｜田飞龙：中国式现代化为何是在历史接力与体系竞争中前行？******
中新社北京12月11日电 题：中国式现代化为何是在历史接力与体系竞争中前行？
作者 田飞龙 北京航空航天大学法学院副教授，北京党内法规研究会常务理事
编者按：
现代化，一场跨越数百年、关涉五大洲的全球社会大转型，贯穿经济、科技、政治、文化等各个领域，给世界带来巨变。中国，无疑也是这历史进程中的一部分。
经过百年奋斗，中国的现代化蔚然成潮。中共二十大报告正式提出“中国式现代化”，为何是现代化模式的创新？其本质要求究竟为何？为何能打破“历史终结论”？“东西问”特稿专栏藉此推出“读懂中国式现代化”专题策划(二)，将围绕“中国式现代化的世界意义”进行解读。
中共二十大报告提出“以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴”，这一判断具有重要的价值奠基与制度实践指南意义。“中国式现代化”成为二十大的“思想名片”和“制度名片”，成为中国发展经验与智慧的总括性框架。
11月中美元首在印尼巴厘岛举行会见，中方清晰阐明对民族复兴与全球治理的系统主张和方案，世界各国对中国式现代化与全球可持续发展的深度关联抱有积极理解和期待。中国式现代化不仅是民族复兴的基础，更是全球经济复苏与全人类和平发展的生机。
2022年11月16日，二十国集团(G20)领导人第十七次峰会于印尼巴厘岛闭幕。李志华 摄现代化是一种世界历史命运，也是人类文明的必然进程，但各国各民族如何完成现代化？如何在价值和制度的双重层面实现民族性与现代性的本国均衡解？如何在西方先发的现代化模式及其霸权话语下实现自主发展道路的探索与定型？这是对非西方文明、民族与国家的规范性乃至生存性挑战。“中国式现代化”就是中国应对上述挑战的基本回答，也是人类现代化探索进程的新篇章。
东方与西方：中国式现代化的历史
现代化(Modernization)本身是一个西方概念，是西方现代性(Modernity)在观念和制度上自我成熟与扩展的历史过程。现代化以现代性为价值基础和制度导向。现代性本身具有清晰的历史属性和批判意识：其一，现代性相对于古典性(Classicality)而言，是对西方古代文明及其价值与制度体系的批判性重构，是以个人理性为内核的文明形态塑造；其二，现代性在本质上是对诸神的放逐与对“全人”的理性界定和升华，人权与民主成为现代性的政治本体要素；其三，现代性在西方首先成熟和体系化，并通过殖民主义和霸权主义方式实现了全球化，造成“西方文明中心论”和“文化等级制”；其四，西方现代性与现代化过程在其内部范畴具有理性批判精神和多元性(如欧陆现代化、英美现代化等)，但对非西方文明及其国家民族则具有文化压制性和模式强制性(西方在其内部是“复数”，但在其外部却是“单数”)，这是西方霸权及其双重标准的历史与精神来源。
“古罗马文明展”在中国国家博物馆展出。田雨昊 摄中国文明与政治体系自成一体，在漫长的古代史进程中不仅完成了自身的思想与制度成熟，而且以天下体系的方式塑造出对周边族群和不同文化的“协和万邦”体系，持续进行着文化输出、交流、互鉴，提供力所能及的和平与安全。但从1840年鸦片战争以来，中国的大一统国家秩序与天下体系的协和秩序遭到已基本完成工业革命和现代民主制度建构的西方列强的殖民侵略与压迫，从而开启了中国近现代史的双重进程：一方面是模仿西方的现代化进程；另一方面是在文化与制度上艰难探索自主现代化道路的进程。随着救亡图存成为民族的集体生存意识，现代化已是唯一的救国救民之道。但中国现代化的道路到底如何走、现代化命运到底会如何？这些问题的答案并非不证自明。
翻拍致远舰资料照片。甲午战争中，致远舰与日军吉野舰对战时发生爆炸沉没。张颖 摄从中国现代化百余年的历程来看，思想与制度路线的竞争和探索一直在进行。就现代化的理解和实践而言，中国现代化精英展开了前后相继的道路探索，大体包括：其一，以洋务运动为代表的物质(器物)现代化，其指导思想为“中学为体，西学为用”，理论检讨的范围仅限于中国的物质技术落后，但洋务运动遭到了甲午战败的挫折；其二，以戊戌变法为代表的制度现代化，其指导思想为康梁维新派的变法改制论，理论检讨范围限于制度层面，主张以君主立宪制实现现代化突破，但变法失败，革命继起；其三，以新文化运动为代表的文化现代化，有鉴于物质、制度层面现代化探索的挫折，中国的现代化精英寻求向中国文明更深处批判与革命，其指导思想是新青年文化革命理论，实践遗产是五四运动，提出了中国现代化的民主命题和科学命题。
市民在北京鲁迅博物馆参观《曙光·伟业——五四运动和中国共产党的创立》专题展。杜建坡 摄由此可见，中国现代化精英对现代化道路的探索确实呈现了一个由表及里、由浅入深、不断试错、逐步进化的过程，从而在现代化思想启蒙、社会运动与制度创新层面为革命性的变革准备了基本条件。
中国式现代化显然离不开中国文明的自有基础，更离不开中国近现代过程的接力探索，上述从物质到制度再到文化层面的现代化思想与实践运动，是一个前后相续、接力超越的历史综合过程，最终汇聚为中国共产党领导的中国式现代化的历史基础和实践来源。《中华人民共和国宪法》序言，就是对中国式现代化之历史背景、探索过程及价值与制度成效的权威而科学的总结。
内蒙古呼和浩特，读者在新华书店的宪法专柜前阅读。刘文华 摄处境与竞争：中国式现代化的自觉
作为对人类文明新形态的接力探索，中国式现代化也是自我完善与惠及人类的历史过程。现代化存在“西方中心论”迷思，其精神根源在于：其一，从历史发生学上，西方现代化是人类现代化第一个成体系的思想与制度成果，是第一个被实证且行之有效的完整体系，由此带来西方的自信与非西方的自卑，这种结合偶然但持久，现代化是去魅化，但西方现代化成为非西方的新魅惑来源；其二，从文化领导权与霸权利益上，西方通过将自身现代化加以普适化而持续收取非西方的经济红利和文化红利，非西方的市场、制度与文化被西方强制性格式化与重新编码，非西方文明及其政治存在逐步成为一种丧失主体性与平等竞争资格的依附性存在。
非西方之自主现代化内含的主权意识、民族文明意识和全球竞争意识，本来是西方现代化的起源密码，却在西方现代化霸权转化过程中成为非西方民族的探索禁忌。西方式现代化具有内在无法克服的精神自负与霸权基因，从而决定了中国式现代化未来进程的基本处境。其一，西方式现代化的精神条件是一神论和“西方中心论”，原则上不允许出现非西方的体系性挑战者，美国将中国定义为唯一的体系挑战者和主要对手，这是西方式现代化逻辑的必然结果；其二，西方式现代化从16世纪以来累积五百年而成的全球霸权体系及其利益网络，是西方文明及列强群体竭力守护的遗产，影响着整个西方世界与全球秩序，故西方霸权的保卫战在精神动员与协调行动上虽有分歧，但共同利益更为凸显；其三，殖民主义与后殖民主义对非西方世界的复杂渗透、支配及其思想与制度改造，其深刻程度出乎预料，要对西方式现代化进行基本价值和制度上的制衡与竞争，其理论难度和实践难度需要充分评估与周全应对。
2020年5月29日，香港市民来到美国驻港澳总领事馆门口举行抗议示威，支持“涉港国安立法”，强烈反对美国政府干预香港事务，干涉中国内政。张炜 摄中国与世界：中国式现代化的新意
中国式现代化是一个具有历史综合性的理论命题，也是与民族复兴相伴而行的实践命题，更是民族性与现代性在中国文化和政治场景下的全新均衡解。中国式现代化致力于民族复兴与人类和平发展相互结合的文明新形态的结构性和体系性探索，也是中国走向世界舞台中央的基本姿态。
从中国式现代化的制度图景和要素来看，有着自身文明根基、实践理性和全球治理的系统方案：其一，国情和文化要素，包括人口规模巨大、人与自然和谐共生等，凸显对大一统智慧的传承和责任，以及对人与自然关系的东方文化理解与守护；其二，社会主义要素，包括坚持中国共产党的领导和中国特色社会主义、共同富裕、丰富人民精神世界、高质量发展与全过程人民民主，其精神性、公平性、发展性与民主性的整合及结构化，是社会主义优越性的实践验证和体系化落实；其三，全球治理要素，包括人类命运共同体和人类文明新形态，更是对天下主义当代性、和平发展核心价值观的知行合一，是中国智慧与中国方案的理性参与和贡献。
西藏昌都市洛隆县易地搬迁安置点阿托卡小康示范新村村民载歌载舞庆脱贫。何蓬磊 摄总之，中国式现代化是立足自身文明和民族性而面向世界、面向未来的思想和制度体系，绝非复古主义、民族主义或霸权主义，而是民族复兴与人类文明新形态的规范性创新和实践性呈现。中国式现代化的未来进程，必然继续在历史接力和体系竞争中前行。(完)
受访者简介：
田飞龙，北京航空航天大学高研院/法学院副教授，一国两制法律研究中心执行主任，硕士生导师，北京大学法学博士，北京党内法规研究会常务理事。曾赴瑞士弗里堡大学联邦制研究所短期访学(2009.8-2009.9)及担任香港大学法律学院Leslie Wright Fellow(2014-2015)。主要研究方向为宪法与政治理论、比较法与全球治理、港澳基本法、涉外法治。兼任全国港澳研究会理事、海峡两岸关系法学研究会理事等。译有《联邦制导论》《美国革命的宪法观》等12部译著。著有《现代中国的法治之路》《香港政改观察》《政治宪法的中国之道》《香港新秩序》等8部专著。
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