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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）

以人才赋能边疆高质量发展******

　　作者：柴真（石河子大学党委书记）

党的二十大报告从“实施科教兴国战略，强化现代化建设人才支撑”的高度，对教育、科技、人才事业进行一体化部署。科技创新离不开人才支撑，高校作为培养和集聚人才的主阵地，在中国式现代化进程中发挥着不可替代的作用。只有切实提高人才自主培养质量，聚天下英才而用之，才能为全面建设社会主义现代化国家提供坚实的人才保障和智力支持。

地处西部边陲的石河子大学自诞生之日起，就致力于为屯垦事业培养汇聚大批英才。73年砥砺奋进，学校初心不改，努力建设具有兵团特色的人才高地，为边疆经济社会发展注入新动能。

精心育才，谋长远之计

人才是支撑发展的第一资源，关口前移，源头施策，就必须持续加强高质量人才队伍建设。石河子大学始终把人才工作摆在突出位置，培养造就了一支高水平师资队伍和一大批“下得去、留得住、用得好”的高素质人才。近年来，学校新增国家人才计划入选者27人、国家教学名师1人，新增教育部创新团队2个，“全国高校黄大年式教师团队”2个，60%以上的毕业生留在新疆和兵团建功立业，真正为边疆经济社会发展培养了人才、留住了人才。

党的二十大报告强调，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。石河子大学将以党的二十大精神为指引，深入学习贯彻习近平总书记关于新时代人才工作的新理念新战略新举措，坚持党管人才原则，深入推进人才队伍建设“精准提拔一批、全力帮扶一批、重点奖励一批、全面培养一批、柔性引进一批”工程，通过对口支援计划、部省合建计划、高层次人才队伍建设支持计划、青年创新拔尖人才计划、“攀登计划”等政策，持续加大高层次人才和新进人才的自培力度，实现人才发展体制机制的全面优化。同时，学校将紧紧围绕立德树人根本任务，坚持用兵团高校的红色底蕴启智润心、培根铸魂，以兵团精神育人导向深化学生理想信念教育，以学科动态调整对接国家、兵团战略发展和区域人才需求，为培养有理想、敢担当、能吃苦、肯奋斗的紧缺人才、战略性新兴产业人才以及民生急需的专业人才打下坚实基础。

多方引智，汇发展合力

聚天下英才而用之，才能加快建设更具竞争力的人才中心和创新高地。多年来，石河子大学坚持用好用足西部和兵团人才政策，完善学校配套措施，国内外引智工作不断取得新成绩。五年来，学校新增中国工程院院士1人、双聘院士1人、院士工作站在站院士3人，引进国内绿洲学者107名、国外绿洲学者2名，专任教师中具有博士学位人数增加6%。其中，“面向绿洲生态的农业化学品工程学科创新引智基地”入选“高等学校学科创新引智计划”（简称“111”计划），实现了学校在国际人才引进方面的重大突破。

在深入实施人才强国战略的时代背景下，石河子大学将继续在汇聚人才上发力。通过“绿洲学者”“聚贤工程”等项目，不断完善高层次人才流入的制度保障。充分发挥事业的拴心留人作用，着力加强内涵建设，将高端人才引进与事业平台搭建有机结合，以一流学科为引领，以“高峰、高原、高地和培育学科”四级学科生态体系为基础，以博士点、重点实验室、工程中心、文科基地建设为抓手，全力为一流人才提供一流创新平台，实现人才发展与平台建设相互促进、共同提升。持续深化改革，推进落实放管服，健全评聘考贯通的考核评价机制，扎实做好评价考核激励后半篇文章，营造更加多元、更加开放，也更具吸引力的人才成长环境。

人尽其才，显时代担当

高校作为科技创新的策源地，如何更好地面向国家战略需求、服务中国式现代化建设，是必须回答好的时代命题。石河子大学始终坚持“以服务为宗旨，在贡献中发展”的办学理念，充分发挥人才资源和智力优势，引导师生把论文写在边疆大地上，努力为区域经济社会发展贡献石大智慧和力量。

2022年，石河子大学各级各类科研项目立项合同总经费比去年增加30%，创历史新高。围绕巩固脱贫攻坚成果与乡村振兴有效衔接，学校以科技特派员专家团队服务项目为抓手，发挥科技服务社会功能，赴基层连队、村庄重点围绕特色林果、设施农业、医疗综合服务等方面开展科技服务，共培训基层职工、农民9000余人次，服务带动农户5600余户，共带动受援对象增收近300万元，有效推动科技成果加快向现实生产力的转化，助力区域产业大发展。

党的二十大为学校更好地服务国家战略需求指明了方向。学校将着眼科研创新长效机制的建立，加强有组织科研，积极参与“揭榜挂帅”项目，主动承担国家、兵团重大科研项目，努力解决“卡脖子”技术问题，培育更多科技领军人才和科研创新团队，产出更多具有标志性的重大科研成果。立足兵团产业特色，学校将在荒漠生态、盐碱治理与农业提质增效、健康养殖、农产品加工等领域进一步加强应用技术推广与示范；瞄准区域长远发展需求，学校将继续推进兵团能源发展研究院建设，配套设置相关专业，在人才培养和科研转化上双管齐下。以科研团队为基础，以学校合作企业、“访惠聚”工作队和定点帮扶单位为基点，学校将持续组织专家教授深入基层团场和地方县（市）开展技术推广、培训和咨询服务，深化“专家+工作队+职工”“技术+产业”的科技合作模式，为兵团经济增长、转型升级、供给侧结构性改革注入源源不断的动力。

踏上波澜壮阔的新征程，石河子大学将深深锚定实现中华民族伟大复兴这一宏伟目标，坚定不移贯彻落实科教兴国战略，继续扎根兵团，赓续红色血脉，以更有激励性的人才培育机制、更有吸引力的人才引进政策、更有竞争力的人才发展平台，书写好不负党之所期、国之所系、民之所愿的“人才戍边”新篇章。

　　《光明日报》（ 2022年12月29日 05版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）