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来源：天天彩票2022-11-21 17:48

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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）

中新网评：美国众议长选举“连续剧”暴露美式民主痼疾******

　　中新网北京1月9日电(蒋鲤)在15轮投票表决后，美国众议院议长选举这场“连续剧”终于落下帷幕，众议院共和党领袖凯文•麦卡锡最终成功当选第55任美国众议院议长。这是美国国会过去164年来耗时最久的一次议长选举记录，将美国“对抗式民主”的弊端暴露无遗。

资料图：美国众议院共和党领袖麦卡锡。中新社记者沙晗汀摄

　　由于两党对立加剧、党派内斗、利益分配不均等因素，众议长选举陷入一场拉锯战。在此次众议长竞选中，美国民主党议员继续抱团，多轮投票中，一票不投麦卡锡，共和党右翼“强硬派”领头的约20人小团体也拒绝投票麦卡锡。

　　麦卡锡的当选之路一波三折，除了本人的“政治投机派”角色在国会不受欢迎外，与共和党内部政治分歧关系密切。

　　一方面，共和党党内反对者认为，麦卡锡对民主党态度过于软弱，无力对抗民主党控制的参议院和拜登政府，另一方面，因为共和党的多数优势微弱，党内一些影响力较小的派系的政治力量则被放大，有利于他们巩固自己的选票。

　　此外，党内反对者也认为，自己的选票没有换取更多利益，希望以此作为筹码换取麦卡锡更大的让步，比如让他们获得众议院重要委员会中的职务。

　　作为仅次于美国总统、副总统的政坛三号人物，众议院议长通常由众议院多数党领袖担任，选举几乎没有悬念。然而，麦卡锡此次为当选，不得不做出多个关键让步，其中可能包括恢复一项罢黜议长动议机制，使得众议长的权力被削弱，难以掌控众议院。

　　美国有线电视新闻网CNN称，麦卡锡在这场不合时宜的政治勒索中作出让步，这种绥靖政策只会让极端主义势力更加强大。

　　这场引发全世界围观的尴尬选举暴露出美国政治存在严重的对立和分化。在权力博弈思维的裹挟下，党派利益凌驾于国家和人民利益之上，美国两党相互拆台，陷入“为反对而反对”的无脑对垒。而即便是一党内，也会因为利益分配问题产生不同的小派系，相互对抗，选票变成了谋利益的工具。

　　从国会山骚乱到打破记历史记录的15轮众议长选举，“对抗式民主”让美国政治陷入瓶颈，长期对抗势必会让政客们丧失客观公正的判断能力，其政治阶层是否有能力治理国家也会引发质疑。

　　两党之争和党派内斗进一步放大了美国政治体制弊病，美国所谓的“民主”形象，让全世界大跌眼镜。鼓吹以选民利益为先的美式选举，变成了政客们利益置换的游戏，进一步彰显出美国“民主政治”日渐失能，不断极化的党争已使美国政治制度陷入死循环。

　　House speaker election reveals deep-rooted problems in U.S. democracy

　　(ECNS) -- The Republican leader Kevin McCarthy was elected as the 55th speaker of the U.S. House of Representatives after 15 ballots. As the most grueling House speaker election in the past 164 years, the election has highlighted the defects of the country’s "confrontational democracy".

　　The election once reached a stalemate due to intense partisan strife, inner-party struggle among the Republicans, uneven distribution of interests, and more. Democratic Party members forged a close alliance, refusing to vote for McCarthy, while about 20 Republicans also declined to cast ballots for the GOP leader.

　　Except for his unpopular role as a "political speculator" in Congress, McCarthy’s hard-won election can be attributed to turmoil within the Republican Party.

　　On the one hand, opponents in the Republican Party believe that the GOP leader's attitude toward the Democrats is too weak to confront the Senate controlled by Democrats and the Biden administration.

　　On the other hand, the political power of some less influential factions in the Republican Party has been amplified due to the Party’s weak majority advantage in the House of Representatives, which is conducive to consolidating their ticket warehouses.

　　Meanwhile, these opponents believe that their votes failed to win them more benefits, hoping to use this as a bargaining chip for McCarthy's further concessions, such as getting them positions in important House Committees.

　　As the third political figure after the President and Vice President of the U.S., the speaker, by tradition, is the head of the majority party in the House of Representatives.

　　But McCarthy has made many concessions in order to bring the ultra conservatives along, involving what’s known as the “motion to vacate,” a mechanism by which members can force a vote to depose the speaker. The reported concessions will empower individual members at the expense of McCarthy’s sway as speaker.

　　CNN thought the concessions he made during this unseemly political shakedown would only make the extremist faction more powerful.

　　This embarrassing election, which has drawn global attention, exposed the serious opposition and polarization in American politics. Both Democrats and Republicans put their interests before that of the country and its people, attacking and opposing each other irrationally.

　　Besides, different factions arise within a single party and confront each other because of the distribution of interests. Votes have become a tool to win more benefits.

　　From Capitol riots to the House Speaker election with record-breaking ballots, "confrontational democracy" has become a bottleneck of American politics. Long-term confrontation will surely impede politicians to think objectively and fairly while their capacity of governing the country will also raise doubts among the public.

　　Both parties’ struggle and infighting among the Republicans have further amplified the defects of the American political system, with its "democratic" image shocking the world.

　　The U.S.-style election, which advocates putting voters' interests first, has become a game of interest exchange among politicians. In addition, it further demonstrates the malfunction of American "democratic politics" and the constantly polarized party struggle that has trapped the American political system into an infinite cycle.