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）

2023年春节假期移动数据流量保持增长 5G流量占比超四成******

　　中新网1月31日电 据“工信微报”微信公众号31日消息，春节期间，通信业认真落实各项通信保障工作的部署和要求，确保通信网络运行安全稳定，积极推出一系列创新服务、促进消费升级的活动，为春节数字消费营造良好环境。

　　一、移动数据流量保持增长，5G流量占比已超四成

　　2023年春节假期7天，移动互联网用户接入流量达441.1万TB(1TB=1024GB)，与2022年春节7天相比增长6.3%。其中，1月21日除夕和1月22日大年初一两天的移动互联网接入流量分别为62.9万和68万TB，同比增长13.1%和6.3%。在5G用户规模扩大叠加超高清视频、VR/AR等新应用推广的拉动下，春节假期7天5G移动互联网用户接入流量增势突出，与2022年春节7天相比增长103%，在移动互联网用户接入流量中占比超四成。移动互联网流量业务对通话、短信持续替代的同时，短信在提醒提示、验证认证等方面的独特作用有所显现。春节假期7天全国移动电话计费时长共计526.3亿分钟，与上年春节7天相比下滑1%；全国移动短信发送量271.5亿条，与上年春节7天相比下降6.7%，其中1月21日除夕的移动短信发送量为50.5亿条，同比增长4.1%。

　　二、扎实开展通信保障，春节网络安全稳定运行

　　基础电信企业细化各项举措，落实通信保障责任。一是针对春节期间人员流动和聚集特点，做好业务变化预测和应急预案，提前进行网络资源调配和扩容优化。二是强化部署，基础电信企业春节期间共投入保障人员42.6万人次，保障车辆13.8万余台次，聚焦高铁/高速、交通枢纽、景区、农村和医疗机构等重点区域、重要庆祝活动现场及春晚等重点线路等，采取专项保障措施。三是加强基础设施防护、巡检力度，开展干线光缆巡检80万余公里，全面做好通信枢纽、互联网数据中心、各基础业务平台、传输干线等重点部位的防护。四是严格实施“7×24小时”专人值班值守，加强全天候全方位网络安全监测和处置，共拦截骚扰电话5570万次，拦截垃圾短信超1亿条。在四川甘孜州泸定县发生5.6级地震后，立即启动应急保障预案，组织紧急抢修，保障网络畅通。

　　春节保障期间，全国通信网络运行平稳，无重大故障及重要客户投诉，未发生重大网络安全事件。

　　三、惠民生、促消费、保生产，大力推进通信服务提质升级

　　基础电信企业积极采取惠民便民措施，为春节返乡、旅居人群提供“7×24小时”小时跨域在线服务，保证乡镇便民服务网点数量及营业时长。中国联通公司针对外出人员的异地老人、小孩看护需求推出异地看家产品，中国移动公司为老年人群提供“孝心卡”、为骑手等特殊人群提供“骑士卡”等专属服务产品。在促消费方面，配合各地促消费举措，开展新春年货节营销活动，协助发放地方政府消费券，引入地方名优特产品，与“三农”企业等联合开展数字乡村活动，上线“抗疫专区”产品，全力拉动消费增长。在保生产特别是助力中小企业复苏方面，持续落实中小企业宽带资费优惠政策，以免费体验新业务或优惠折扣等方式助力企业降本增效；为旅游行业复工复产提供员工号卡、专线等专属优惠服务，打造新春酒店礼包，助力疫情后旅游复苏；打造商铺“e+”套餐，一站式解决中小企业客户语音、流量、上网、看店、宣传等需求。

　　四、应用新技术开展创新服务，培育信息消费新增长点

　　基础电信企业充分发挥在5G、人工智能、云计算、大数据等领域积累的技术优势，在春节重要消费节点积极开展创新应用。在创新服务上，加大智慧家庭、视频彩铃、高清视频、个人云盘等基于新兴技术的业务营销，拉动信息消费升级。在服务升级上，推动客服全场景的智能化应用平台，探索“虚拟营业员”等数字人应用。以数字技术赋能服务千行百业，中国电信公司为基层医疗机构免费提供惠医随访通、重点人群健康监测、云药店等信息化应用，助力农村地区疫情防控救治工作。在支撑社会治理上，开展春运客流情况监测与动态研判分析，为交通管理部门提供服务，以及对春节假期消费情况和节后复工复产开展大数据分析，反映经济活力恢复情况。(中新财经)