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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）

新华全媒+丨药品拆零、共享药架、优先派送……基层开动脑筋保障群众“药事”******

　　新华社上海12月21日电题：药品拆零、共享药架、优先派送……基层开动脑筋保障群众“药事”

　　新华社记者何欣荣、龚雯、郭敬丹

　　面对疫情挑战，退烧药供应紧张，怎么办？在上海，很多基层社区积极开动脑筋，通过药品拆零、共享药架、优先派送等多种方式，保障群众“药事”，尽力让每个有需要的市民有药可用。

　　药品拆零，系统跟进

　　上海市徐汇区斜土街道社区卫生服务中心把药品拆零供应发热患者。（受访者供图）

　　上海市徐汇区斜土街道社区卫生服务中心为辖区内7万多名常住居民提供医疗服务，其中有逾1.6万名超过65岁。在斜土街道社区卫生服务中心，社区医生在现有药品规格包装的基础上，对解热镇痛类药物限定每次开具三天的量，如布洛芬、氨麻美敏片等，所有包装均一分为二做成小单元，统一发放包装，注明用法用量。

　　“医疗机构拆包装分发感冒药品是有道理的。因为感冒是常见疾病，感冒药大多数为非处方药，价格较低，所以感冒药的包装量通常超过一次感冒治疗所需要的用量。在特定情况下，医疗机构提供1/2、1/3或1/4整包装的感冒药品，可以更高效地用好当前资源，努力满足未来更多患者的用药需求。”上海市临床药事质控中心主任、复旦大学附属华山医院主任药师钟明康说。

　　药品拆零后，系统设置也要跟上。斜土街道社区卫生服务中心主任颜骅告诉记者，由于目前部分药物一分为二，故收费系统调整单价为原价的二分之一。

　　除了拆零销售，为了更加精准合理用药，基层医疗机构也在想办法进行超量拦截。记者了解到，一是多渠道科普合理用药，缓解部分居民的恐慌心理。二是医生把关，对发热哨点诊室接诊患者按需配药。三是通过信息化系统对发热药物使用设定限制条件，无论哪位医师出诊，每次开具处方的量都不能超过上限。

　　“对于辖区独居、失能、失独等脆弱人群和重点人群，由街道牵头，以居委会为单位，落实专人负责，做好人员排摸建档。同时配备一定量的解热镇痛药物作为应急物资，为他们的健康托底。”颜骅说，遇到居民有医疗、咨询等需求，家庭医生将对其进行健康评估，确保合理用药。如居民病情较重的，建议转诊至上级医疗机构，确保医疗安全。

　　邻里互助，共享药架

　　上海市金山区石化街道四村里的共享药架。（受访者供图）

　　“请问哪位邻居有退烧药吗？孩子突然发高烧，需要降温，感谢！”“等我到家了，给你家孩子半板吧。”“我家有美林，就一瓶，可以给你倒点。”

　　上海很多社区的业主群中，近期有不少这样的暖心对话。共享药品、分享经验、互相鼓励，居民守望相助的同时，还探索出楼道里的一个个“共享药品区”。

　　今年75岁的楼兴妹家住金山区石化街道四村。最近，她带头在楼道里改造出一个“共享药架”：一楼大门口，墙上贴了写着“共享药品处”的指示牌，架子上放着感冒药、体温计、口罩等药品物品，楼兴妹还拿出家里一张小桌，放上酒精和消毒喷雾等。

　　楼兴妹的想法很简单。“我们楼老人多，正好我有一些药物，就把连花清瘟颗粒、口罩、麝香保心丸等都拿出来，共享给有需要的人。”

　　邻居们发现了这个“共享药架”，感动之余，也加入这一互帮互助行动，药架上的药品被取走又被补上，邻里真情不断传递。

　　“最近，有不少老年居民打来电话，一方面是求助，一方面也诉说紧张的心情。”静安区南京西路街道华业居民区党总支副书记郑璐璐说，社区干部与居民们耐心沟通，同时把居委会的“库存”拿出来，按一盒连花清瘟、5只口罩、5份抗原检测试剂打包，放到有需求的居民家门口。

　　药品订单，优先派送

　　“马哥，我们这需要几只抗原，你那还有吗？”“没问题，我让小哥给你们捎过去。”在美团外卖上海环球港配送站，站长马亮的电话此起彼伏。

　　“刚才求助的是一家我们合作的奶茶店，为保障骑手健康，站里备了一些常规药品，遇到有需要的客户能帮就帮。”马亮说。

　　马亮说，11月底以来，站里的外卖订单量持续攀升，估计较往常增加了40%。同时，外卖员由于感染原因，只有不到70%在岗。“订单多了，骑手却少了，所以配送时间普遍延长，原来半个小时能送到的，现在要45到50分钟。”

　　在部分订单超时的情况下，马亮要求站里的外卖骑手，遇到药店订单可以优先配送。“这种一般是有感染的情况，客户急着收货，我们会优先保障。”

　　在中通快递上海徐汇南站网点，临近傍晚五点仍有不少快递员在忙碌。“我们网点一天进出港有2万多件，在区域内属于快递大户。目前网点60多名员工，阳了大概10多名。为保障每天的快件都能清掉，我们启动了夜间派件，最近每天要干到晚上十点多。”网点负责人杨波说。

　　目前，徐汇南站网点的中通快递员每人每天要送400多件。杨波注意到，每个快递员每天承担的件量中，大约有二三十件是从各类网络药店发过来的。“这种快递我们都挑出来放在最上面，快递员可以优先配送。”

　　尽管任务比较重，但很多快递外卖小哥都愿意用“举手之劳”帮助居民。美团外卖员王进表示：“最近我接到一个老客户电话，他想买水银温度计，但附近药店都没有。我说我跑的范围比较大，可以帮他试试，后来果然就买到了。”

　　由于最近感染的人比较多，很多客户在取订单时，会特地给快递外卖小哥留言，不用当面交接，放在快递架或挂在门把手上就行。“我估计订单高峰期还会延续一段时间，大家互相理解，一定能共渡难关。”王进说。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）