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）

多地机场春节客流快速回升：首都机场增超两倍******

　　兔飞猛进｜多地机场春节客流回升：上海两机场增超七成，首都机场增超两倍

　　在多重政策利好释放后的第一个春节假期，多地机场客流快速回升。

　　1月28日，全国多个主要机场发布春节假期数据，据澎湃新闻记者梳理，今年春节假期上海两机场客流量同比增超七成，恢复至2019年同期的六成水平。首都机场运送旅客量同比增超2倍。白云机场均进出港旅客同比增超八成，已恢复到2019年春运的同期水平。海南海口美兰国际机场、琼海博鳌机场、三亚凤凰国际机场三大机场旅客吞吐量同比增近三成，恢复至2019年春运同期的九成水平。

　　具体来看，据上海机场集团1月28日消息，1月21日至27日春节假期期间，上海浦东和虹桥机场共保障进出港航班10681架次(其中，浦东机场6404架次，虹桥机场4277架次)，同比增长17.3%，恢复至2019年同期七成水平；客流量135.1万人次(其中，浦东机场74.8万人次，虹桥机场60.3万人次)，同比增长74.5%，恢复至2019年同期的六成水平。

　　1月20日晚，文化和旅游部发布通知，试点恢复出境跟团游。此前，中国已于1月8日起取消入境核酸检测和集中隔离、优化内地与港澳人员往来。

　　国际航班方面，上海机场称，随着中国战“疫”进入新阶段，上海国际客运航班也逐步恢复，目前浦东机场国际客运航班日均约80班，同比增长1倍左右，通达全球30个国家42个国际航点。今年春节长假期间，国际航线以泰国最为热门。

　　据新民晚报报道，截至1月27日，春运期间上海机场边检站累计查验出入境人员超28万人次，日均1.4万。其中1月27日出入境人员近1.9万，迎来客流峰值，约为政策调整前的4倍。春节假日七天，上海机场移民管理警察累计查验出入境人员10.5万人次，同比增长150%，查验出入境客运航班587架次，同比增长160%。

　　北京机场方面，1月28日澎湃新闻记者从北京首都国际机场方面获悉，1月21日至27日春节假期首都机场共起降航班5169架次，运送旅客71万人次，较去年春节同期分别增长约64.78%、208.7%。

　　据央视新闻报道，1月28日(正月初七)，春节假期后首日，北京大兴国际机场计划执行航班761架次，预计旅客吞吐量11.5万人次。1月21日(除夕)至1月27日(正月初六)，春节七天假期，大兴机场累计完成旅客吞吐量65.6万人次，执行航班4683架次，日均旅客吞吐量9.38万人次，日均执行航班669架次。

　　据1月28日“白云机场发布”微信公众号消息，广州白云国际机场春节假期接送旅客超百万，达到102.2214万人次。其中，国内客流快速回升，日均进出港旅客14.12万人次，较2022年同比增长83.07%，已恢复到2019年春运的同期水平。1月27日白云机场迎来返穗客流最高峰，全日接送旅客17.9624万人次，再度刷新今年春运单日接送旅客纪录，显示出强劲复苏势头。预计这一回程高峰将持续至1月31日。

　　在1月28日召开的广东省高质量发展大会上，澎湃新闻记者获悉，广东省机场管理集团有限公司董事长、总经理蔡治洲在大会上表示，将锚定建设世界一流机场目标，进一步优化国际航线布局，提升枢纽能级和核心竞争力。抢抓市场复苏机遇，加大市场开拓力度，确保生产恢复高于行业平均水平，白云机场力争恢复至疫情前的80%以上，其余机场力争恢复至疫情前的90%以上。

　　除了北上广外，热门旅游目的地带动机场客流爆发式增长。

　　1月28日，澎湃新闻记者获悉，春节假期海南岛内海口美兰国际机场、琼海博鳌机场、三亚凤凰国际机场三机场进出岛航班6683架次，旅客吞吐量109.2万人次，货邮吞吐量3018吨，同比去年同期分别增长7.2%、27.0%、0.4%，恢复至2019年春运同期的98.4%、90.9%、96.1%。

　　其中，黄金周单日旅客量高峰在1月27日，岛内三场进出港旅客吞吐量超18万人次，其中，美兰机场突破9万人次、凤凰机场8.5万人次，均创疫情以来单日旅客吞吐量新高。

　　整体来看，春节假期全民航运输旅客量同比增近八成。1月28日，据中国民航局网站消息，2023年1月21日至27日(农历除夕至正月初六)，春节假期七天民航运输旅客900万人次，比2022年春节同期增长79.8%。春节假期七天，进出港旅客量较高的机场有广州、深圳、重庆、北京、昆明、西安、上海、杭州、成都等主要客源地和目的地城市。

　　澎湃新闻记者 邵冰燕