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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）

谋划育人用人新战略 开启高质量发展新征程******

　　作者：王稼琼（北京交通大学校长）

　　党的二十大擘画光明未来，引领时代航程，指导实践伟业。“高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务”“坚持为党育人、为国育才，全面提高人才自主培养质量，着力造就拔尖创新人才，聚天下英才而用之”，报告中的这些观点论断，为新时代高校汇聚英才，实现高质量发展指明了前进方向，提供了基本遵循。

　　作为一所特色鲜明的“双一流”高校，北京交通大学始终把人才培养放在首要位置，擦亮鲜明底色，传承红色基因，在固根基、补短板、强特色、提质量上锐意进取，奋力拼搏。新时代新征程，北京交通大学要深刻认识和领悟党的二十大精神，在全面学习、全面把握、全面落实上下足功夫、下实功夫，时刻以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，以特色鲜明世界一流大学建设为主线，精准对接国家战略需求，主动谋划育人用人新战略，积极探索汇聚英才新路径，自信自强，守正创新，努力在全面建设社会主义现代化国家新征程中贡献更多育人成就和拔尖人才，走出一条人才引领高质量发展的特色道路。

　　深化立德树人，突出价值引领新优势

　　习近平总书记在党的二十大报告中强调，全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。

　　我们要提高政治站位，强化责任担当。坚持和加强党对高校的全面领导，坚持社会主义办学方向，以立德树人为己任，赓续红色血脉，传承奋斗精神，深入开展社会主义核心价值观宣传教育，深化理想信念教育、爱国主义教育、中华优秀传统文化教育，持续推进思政课程和课程思政改革创新，充分发挥高校思想政治教育的价值引领功能。

　　坚持“五育并举”，优化评价机制。深入推进学生评价机制改革，秉持以德为先、能力为重的基本原则，不断创新综合动态评价的方式方法，充分重视学生发展水平的差异性，因材施教，有效促进学生德智体美劳全面发展。

　　提升师德师风，增强榜样效应。以抓顶层设计、抓决策部署、抓组织协调落实主体责任，以学理论、学“四史”、学楷模把稳思想航标，以讲师德、讲校史、讲警示铸就交大师魂，加快形成尊师重教新风尚。

　　新时代新征程要求我们必须主动对标科教兴国战略，形成价值培育塑造的“导引器”和“增幅器”，坚决打好铸魂育人阵地战，为教育强国建设贡献交大智慧和交大力量。

　　聚焦国之大者，发挥学科特色新优势

　　习近平总书记在党的二十大报告中指出，培养造就大批德才兼备的高素质人才，是国家和民族长远发展大计。

　　我们要充分彰显学科特色优势，完善学科整体布局。紧紧围绕前沿加强学科交叉融合和一流学科群建设，形成具有良好学科生态的相互支撑、相互协调、可持续发展的学科体系和结构，为人才培养建立坚实稳固的学科基础。

　　深化教育教学模式改革，构建一流人才培养体系。在打造学科优势的基础上，深入实施“本研贯通、学科融通、产学相通、国际互通”的“四通”教育教学新模式，加强质量保障体系建设，完善人才培养体系，努力培养拔尖创新型、卓越复合型、行业创造型人才，全面提升人才培养能力。

　　积极培育创新文化，营造浓郁创新氛围。大力弘扬新时代科学家精神，引导和激励科技工作者弘扬“饮水思源、爱国荣校”的优良传统，争当科技创新排头兵，主动肩负起投身创新驱动发展战略，建设交通强国、科技强国的光荣使命。

　　通过聚焦“国之大者”，加快形成人才孕育成长的“孵化器”和“助推器”，坚决打赢人才培养主动战。

　　着眼长远大计，彰显人才育引新优势

　　习近平总书记在党的二十大报告中指出，“必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力”“我们要坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动，加快建设教育强国、科技强国、人才强国”。

　　我们要坚持“党管人才”，加强统筹谋划。始终心怀人才建设这一长远大计，主动作为，率先布局，持续推进人才强校战略，全方位培养、引进和用好人才。坚持“广纳群贤、人尽其才”，以“规模适度、结构优化、富有活力”为目标，打造优秀人才的“蓄水池”和“磁吸石”。

　　坚持“育引并举”，丰富载体平台。大力创新“育引并举”的方式方法，构建“校—院—学科”三级联动的人才引育体系，不断健全有利于人才成长与聚集的体制机制和环境氛围。进一步拓宽视野，充分发挥行业特色优势，促进校企合作深度融合，创设校内外相互联动、国内外相互交流的运行机制和协调机制，为教师搭建起业务培训、素质提升的高端平台。

　　坚持“系统管理”，打造优质团队。从系统观念出发，不断创新人才管理工作，进一步加强人才激励机制、服务保障机制、考核评价机制建设，着力锻造锤炼一支能够支持特色鲜明世界一流大学建设、支撑引领行业发展、发挥交大优势特色、服务国家战略需求的新时代高素质专业化人才队伍，加快建设交通领域世界一流的重要人才中心和创新高地。

　　推动高校高质量发展，必须不断优化人才育引的“驱动器”和“调节器”，打响队伍建设攻坚战，以高素质人才助力新时代人才强国建设。

　　《光明日报》（ 2023年01月09日 05版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）