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）

搭建中国—东盟交流的“艺术丝绸之路”******

▲ 2022中国—东盟音乐周开幕表演——大型交响合唱《丝路远航》 广西艺术学院供图

　　2022中国—东盟音乐周：

　　搭建中国—东盟交流的“艺术丝绸之路”

　　本报驻广西记者 郭凯倩

　　8场精品音乐会、4场学术高峰论坛、4场中外专家学术讲座，中国与东盟音乐元素交融……日前，2022中国—东盟音乐周在广西南宁落下帷幕。作为国际现代音乐协会（ISCM）的正式会员，中国—东盟音乐周以“中国·民族·东盟·超越”为宗旨，以民族性、国际性为特色，在一周里呈现了中国与东盟国家一流的音乐作品，展现了各国深厚的文化底蕴和音乐魅力，推动了各国艺术家的交流互动，也搭建起中国与东盟国家民间交流的“艺术丝绸之路”。

　　多年沉淀

　　国际声誉越来越高

　　由广西艺术学院主办的中国—东盟音乐周首创于2012年，正如广西艺术学院党委书记蔡昌卓所说，中国—东盟音乐周经过多年沉淀，已经成为一项大型音乐文化交流活动平台，是挖掘新作品、培养新音乐人才、扩大新听众的重要力量，在国际音乐界拥有较高的声誉。

　　由广西艺术学院出品的大型交响合唱《丝路远航》在广西文化艺术中心上演，为观众带来一场中华文明与异域风情相互交融的交响合唱视听盛宴，也拉开了2022中国—东盟音乐周的序幕。2022中国—东盟音乐周采取线上线下联动、国际国内联通的方式举办，在5天里，相继举办了交响乐作品音乐会、民族管弦乐作品音乐会、《武汉钢琴三重奏》专场音乐会、甘美兰音乐专场音乐会等活动，参演作品内容丰富、形式多样，既具有极高的演奏水平和学术价值，也反映了时代的精神风貌。

　　本届音乐周还邀请了上海音乐学院、武汉音乐学院、星海音乐学院的知名专家举办学术性讲座，并首次增加学术论文征集环节。“每届音乐周都会举办音乐展演、学术高峰论坛、大师讲座和音乐评论比赛等活动，助推新音乐的创作、表演和理论研究。”蔡昌卓表示，经过多年的发展，音乐周日益得到国内院校以及东盟各国音乐家的关注和认可，为推动中国—东盟文化艺术交流和传播中国声音、讲好广西故事发挥了积极作用。

　　艺术交融

　　区域音乐交流互鉴

　　每届中国—东盟音乐周期间举办的多场音乐会，都闪烁着鲜明的东盟元素。

　　本届音乐周期间，由广西艺术学院、印度尼西亚万隆国立艺术文化学院共同主办的甘美兰音乐专题音乐会在广西艺术学院音乐厅精彩上演。音乐会通过线上线下相结合的方式，由两地师生共同演绎，其中既有传统的印尼甘美兰音乐表演和广西民族特色音乐，也有在传统音乐基础上对民族音乐的新探索，中国和印尼民族音乐的美妙碰撞，让现场观众享受到一场别样的视听盛宴。

　　甘美兰是印尼最具特色的乐种，乐队编制包括铜排琴、吊锣、罐锣、吹管等。借助中国—东盟音乐周这一平台，广西艺术学院和广西民族音乐博物馆积极搭建与印尼音乐文化的交流通道，努力打造两国音乐共同发展的先锋样板。“此次甘美兰音乐专题音乐会的成功举办，有效促进了广西艺术学院与万隆国立艺术文化学院的交流与合作，也为‘一带一路’沿线国家和地区在音乐领域的交融互通带来了新的契机。”广西艺术学院艺术研究院党委书记陶义美表示。

　　毗邻东盟，广西艺术学院一直牢牢把握这一地域优势，着力搭建与东盟国家文化交流的友谊之桥。通过音乐周平台，中国与东盟的优秀音乐家有了更为密切的交往。比如本届音乐周期间举办的中国与东南亚竹质乐器专场研讨会上，来自印尼万隆国立艺术文化学院、中国音乐学院、上海音乐学院、云南师范大学等高校的学者，围绕竹质乐器的延伸性、再生性等话题展开了深入探讨。

　　“在立足东盟国家和广西少数民族音乐文化特色的同时，中国—东盟音乐周从内容安排到形式呈现保持了多元并存与交流融合的鲜明特质。”广西艺术学院院长侯道辉说，音乐周为国内外音乐家、作曲家的音乐创作和舞台呈现提供了对话与交流的宝贵平台，也为中国—东盟区域音乐文化的交流互通等作出贡献。

　　培育创新

　　不断推出新音乐、新人才

　　中国—东盟音乐周为广西本土优秀音乐和优秀人才走向全国、走向世界提供了平台。在2022首届上海当代音乐节闭幕式音乐会上，由广西优秀青年作曲家钟峻程为笙与交响乐队所作的《山里的苗寨》进行了世界首演。钟峻程作为中国—东盟音乐周的创始人之一，正是音乐周力推本土优秀人才的缩影。

　　广西艺术学院音乐学院院长蔡央回顾了中国—东盟音乐周这些年来的发展。他说，音乐周的影响力越来越大，创作水平上去了，优秀作曲家的作品也能越来越多地“走出去”。从广西艺术学院走出的钟峻程等年轻作曲家，不断创作推出新作品，提升了学院的整体创作水平。

　　作为本届音乐周开幕表演，由蔡央指挥的《丝路远航》同样引发广泛关注。《丝路远航》是广西当代文学艺术创作工程三年规划（2022—2024年）扶持项目作品，汇聚了广西艺术学院老中青三代作曲家、词作家以及学院师生的心血和努力。

　　中国—东盟音乐周与北京现代音乐节、上海当代音乐周、杭州现代音乐节共同组成中国当代音乐创作及新音乐作品展演的四大平台，中国和世界各国顶尖音乐家借助这些平台推出众多新音乐作品。蔡昌卓说，中国—东盟音乐周在长期发展中逐渐形成了具有自身特点的结构模式，不仅为广西艺术学院学生开拓国际视野、开展教育实践搭建广阔平台，也为推广现代音乐和助力青年音乐家发展作出重要贡献。