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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）
东西问·中外对话 | 桑德施奈德：动辄质疑中国“渗透”为何暴露了西方的不自信？******
执政十六年后，德国总理默克尔终谢幕，朔尔茨正式接棒。“后默克尔时代”的中德与中欧关系通向何方？中美关系历经波折，德国和欧洲又该如何自处？
中新社“东西问·中外对话”日前邀请德国慕尼黑东方基金会主席、慕尼黑孔子学院理事约翰娜·帕拉特与德国著名国际关系学者埃伯哈德·桑德施奈德和中新社德国分社首席记者、中新网研究院副院长彭大伟围绕上述议题展开对话。桑德施奈德表示，以一种指手画脚的方式指责中国，或者一味地说中国没有达到西方的期待，都不是建设性地处理对华关系的方式。他不仅反对制裁，更针对“对华脱钩”指出，任何一国倘若陷入同中国的持续对抗之中，都不会符合其自身的利益，各方都将从中受害。
埃伯哈德·桑德施奈德(Prof. Dr. EberhardSandschneider)是德国著名国际关系学者、中国问题专家。曾任德国外交协会研究所所长、柏林自由大学政治系主任、德国联邦安全政策研究院咨询委员。现为柏林自由大学荣休教授、“柏林全球顾问”咨询公司合伙人。约翰娜·帕拉特(Johanna Poellath)女士是慕尼黑东方基金会主席、慕尼黑孔子学院理事。
资料图：朔尔茨(左)和默克尔。以下是对话全文摘编：
彭大伟：您如何看待亨廷顿的文明冲突论？
桑德施奈德：哈佛教授格雷厄姆·艾利森在他近年出版的著作里讨论了著名的“修昔底德陷阱”。这实际上在全球历史上并不是什么新鲜事。中国的崛起其实是一个完全正常的过程，试想当一个国家有着14亿人口和如此广阔的面积，且在40年时间里年平均经济增速达到两位数时，那么在40年后，没有人会对其将经济实力转化为政治影响力和军事能力感到惊讶。
任何一国倘若陷入同中国的持续对抗之中，都不会符合其自身的利益，我们都将从中受害。始于特朗普、被拜登所承袭的一个“魔咒”是“脱钩”，这意味着世界上最大的两个经济体相互解除联系。这种做法将令德国企业陷入一个几乎无法解决的“二选一”困境——究竟应该专注于中美哪一个市场？因为制裁而不得不疏远哪个市场？因此，如何妥善处理对华关系，是关系到德国企业生死存亡的问题。
最近一些日子里，当考虑到在阿富汗、伊拉克、利比亚、叙利亚等地所发生的事情，我们同中国谈论“价值体系”又该从何谈起？在这些地方，我们试图通过武力将西方的价值体系贯彻到政治当中，最终却以惨败告终。这些事件令人惋惜的结果是，与中国对西方的批评相比，西方自己对自身价值体系造成的破坏要大得多。这就是西方“价值观外交”的陷阱，我们的公信力严重受损。
彭大伟：您如何看待中美双方近期改善关系的尝试？这对中德和中欧关系意味着什么？
桑德施奈德：对话本身就已经很重要，对于避免军事摩擦很重要。中美之间的对峙状态并未消失，但双方已经开启了对话，这是较长时间以来的首个积极信号，因此非常重要。
2021年10月28日，第400家德企签约落户江苏太仓。太仓市委宣传部供图帕拉特：一方面，中国已是一个德国和欧洲绕不开的全球经济大国；另一方面，西方在人权和价值观等问题上对中国有着强烈的指责。德国如何能够在这种紧张的环境下仍维持良好的对外政策？
桑德施奈德：我不会以一种指手画脚的方式给中国提出建议，不会一味地说“中国没有做我们期待他做的事情”，而是试着为中国的政策提出建议，让中国能够做得更符合自身利益。
中国可以从美国那里得到的启示是，应该经受得住一部分批评，同时以建设性的态度应对这些批评，至于另一部分批评，应当反击时当然就要反击。但总的来说，承受批评是一个全球性大国必须要习惯的事情。
另一方面，西方又应该如何改善其对华政策呢？首先，我对中国有超过40年的观察，我们最大的问题出在预期管理。我的一些美国同行40年来都没有改变过他们的做法。而当发现中国没有“照办”，他们的反应当然是愤怒，甚至有一些沮丧。不管西方喜不喜欢，或者觉得是否达到其预期值，中国去维护其自身利益都是完全正当的一种权利。这就意味着预期管理是西方处理与中国关系时的一大挑战。
第二个问题则是对华政策的内政化。当政治人物批评中国“侵犯人权”“盗窃技术”“市场准入”等时，很容易在其国内博得叫好声，但这却与其批评的内容没有联系。我们并没有付出和中国的体量相称的努力去理解这个幅员辽阔的国家，这也就造成了我们围绕中国的讨论所具有的特点是一种显而易见的傲慢。我们认为我们的价值体系和政治体系对中国也是适用的，但中国并不接受这一套。在中国国内政治的语境下，西方多年以来的这种傲慢让人想起了历史上曾遭受的屈辱。
如果要寻找到一个概念，其能够简要地概括一种多维度、而不是非黑即白的对华政策的话，我想引用我十分尊敬的德国前驻华大使施明贤(Michael Schäfer)的话，他对中国有着非凡的理解——“平等而充满尊重的对话”。除了对话，没有其它选项。制裁是备选项吗？我想不出西方出于各种理由对中国实施的制裁中，有哪一次最终达到了其最初设想的目的。
德国和中国明年将迎来建交五十周年。1972年时，没有人想象得到，德中之间的经济和政治关系能够达到近几年的水平。希望最终来自于双方的善意，来自于相互学习的意愿，这样方能成功化解棘手的挑战。
帕拉特：为何西方很多人担心“随着中国在全球的经济扩张，政治影响力也随之增长”，您认为这一影响力有多强？西方民主现在需要被“保卫”吗？
桑德施奈德：民主当然需要保卫，但是保卫民主时需要更加自信。要说明这一问题，围绕孔子学院的争论就是很好的例子。据称中国正试图“向西方社会施加巨大影响”，孔子学院就是实现这一目的的“潜水艇”之一。这么说真的对吗？好吧，或许可以说，“孔子学院被赋予的使命是向世界展示一个正面的中国形象”。但这是中国独有的做法吗？并不是。德国的歌德学院在做什么？德国的各大政治基金会又在做什么？德国发展援助机构GIZ做的又是什么呢？
一个国家试着尽可能去展示其正面形象——这在全世界范围内是最正常不过的一种做法了。美国这么做，欧洲也这么做，现在中国也在这么做。我们不该为此批评中国。质疑者在此过程中暴露了对自身价值观吸引力的不自信。说到这里，我又想回到施明贤的那句话，必须要以充满尊重的方式进行对话。
当地时间8日上午，德国联邦议院正式选举社民党总理候选人朔尔茨为新一届德国总理。帕拉特：您如何看待德国未来几年的外交政策？
桑德施奈德：从很多角度来看，德国外交政策无疑都处在一个重大的变动期。首先是跨大西洋关系的变化，我们已经看到了美国外交政策最新的走向，欧洲已经不再是美国最核心的盟友，拜登在做决定前甚至都不问一问欧洲——无论是巴黎还是柏林，这给德国和欧盟的外交政策带来了一种震撼效应。其次，欧盟内部也存在着迷茫。我们有对外行动部门，但缺乏一个外交政策；我们有欧盟外交与安全政策高级代表，但没有人会真正宣称“欧盟有统一的外交政策”。因此德国外交政策面临巨大的挑战。
中国是一种贤能政治。一名官员如果无法证明其具备相应的能力和经验，是没有可能当上中国外交部门的负责人的。在这一方面，中国是结果导向性的。而在德国，如果一场政府组阁谈判赶上了错误的时间节点或是不理想的情形，是可能推出一位毫无外交经验的外交部长的。中国不会出现这样的事。这样的事对德国外交政策不会带来益处。
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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