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）

机票价格跳水 错峰游时机来了******

　　随着出境航线的陆续加密，部分目的地的机票价格也日渐走低。2月1日，据携程发布数据，全国各地飞香港、澳门的机票相比春节期间有大幅回落，上海往返港澳只需千元左右。此外，直飞泰国机票价格也明显跳水。目前，多家航司都在不断新开、恢复国际航线，中国内地游客的出境意愿也在逐步增强，错峰游时机正当时。

　　千元机票直飞港澳

　　春节出游高峰过后，多地机票价格出现走低的趋势，甚至不少班次价格已经向疫情前靠拢。

　　据携程数据，全国各地飞香港、澳门的机票相比春节期间有大幅回落，上海往返香港、澳门只需1000元左右，北京往返香港1500多元，飞澳门买一送一，人均超1200元。

　　北京商报记者查询携程App发现，以北京-中国香港航线为例，2月直飞航线最低价为1050元，3月最低价为1035元，与部分境内航线机票价格趋于一致。

　　此外，部分中国内地飞往东南亚国家的机票价格也出现大幅跳水。携程数据显示，2月上海直飞往返普吉岛出现1600元低价，南京直飞往返普吉岛在2000元左右，较春节期间7000元+的价格大幅跳水。

　　据去哪儿数据，1月下旬至2月初，成都-曼谷、成都-普吉、厦门-胡志明市等多条东南亚航线恢复，旅客量则较春节期间明显减少，机票价格将随之下降。

　　有春节期间前往泰国度假的游客表示，即便选择了中转航班，春节期间泰国人均往返机票仍超过7000元，远超酒店等其他花费。相比之下，2月出境游更为划算。

　　2月出境复飞航线超40条

　　自2022年下半年起，多家航司陆续新开、复飞出境航线，往返境内外的航班也在逐步增加。

　　2月1日，海南航空宣布计划复航北京-圣彼得堡，新开深圳-金边的国际航线。截至目前，海南航空已恢复、新开运营北京-布鲁塞尔、北京-莫斯科、北京-贝尔格莱德等20条国际及地区往返客运航线。

　　南航也计划于2月新开或复航广州至河内、广州至万象等多条国际及地区往返航线，同时加密广州至新加坡、广州至吉隆坡、武汉至香港等往返航线班次。

　　据携程统计消息，截至1月末，2月出境复飞航线已超过40条，复飞周均航班量已超过140班。其中亚洲目的地航线占比超过八成，仅港澳及泰国复飞航班占比即达到四成以上。此外，从价格上看，三成航班的价格低于2019年同期成交均价，一成左右航班甚至比2019年便宜30%以上。

　　出境游产品密集上新

　　机票价格大幅降低给错峰出境游提供了极大便利，2月，各家旅游企业密集上线出境游产品。

　　1月20日，文旅部发布通知，自2月6日起，试点恢复全国旅行社及在线旅游企业经营中国公民赴有关国家出境团队旅游和“机票+酒店”业务，涉及20个国家。包括泰国、柬埔寨、马尔代夫、斯里兰卡、菲律宾、马来西亚、新加坡等。

　　消息发布后，多家旅游平台出境游搜索量大幅增长。同时，旅游企业也在加紧推出出境产品。北京商报记者从众信旅游获悉，由于首批游客出境目的和需求十分多元化，因此众信旅游筹备了以minitour为代表的定制类产品，目的地覆盖了瑞士、马尔代夫、泰国、新加坡等。在短线方面，首批20个国家里，将以中国内地游客喜爱度较高的热门海岛作为首发目的地。

　　凯撒旅业官方微信号也发布消息称，近日，凯撒旅游出境游业务全面启动。首批数十款不同类型的出境旅游产品即将陆续上线。

　　在北京第二外国语学院旅游科学学院教授谷慧敏看来，春节假期机票、酒店价格都会有一定提升，假期过后，价格就会出现回落。而航线加密、旅行社推出出境团队产品，也会吸引部分游客选择错峰出行。“不过，目前出境航线数量还在进一步恢复之中，境外的酒店、景区及服务人员也需要一段时间重启，出境游市场的全面恢复仍需要一段时间。”

　　北京商报记者 关子辰 张怡然