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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）

香港开启面向全球招揽人才模式******

　　近期，香港特区政府推出多项全新和优化人才入境措施，面向全球“抢人才”，获得广泛关注和积极反响。香港特区行政长官李家超表示，香港是全球最具竞争力的经济体之一，也是内地对接国际市场的重要窗口，特区政府必须更加积极进取“抢人才”，强化发展动能，保持发展活力。

　　推出多项招揽人才政策

　　吸引人才是香港特区政府2022年度施政报告的重点之一。李家超在这份其任内的首个施政报告中提出多项“抢人才”措施，包括成立“人才服务窗口”，由特区政府政务司司长专责制订并统筹招揽内地和海外人才的策略和工作，向来港人才提供“一站式”支持，推出“高端人才通行证计划”，优化现有多项输入人才计划、加强吸引力等。

　　其中，“人才服务窗口”在线平台于去年底投入运作。特区政府政务司司长陈国基表示，现在正是香港主动出击、竞逐人才的黄金时机。特区政府定当全力以赴，全面推进“人才服务窗口”等一系列新措施，以补充和丰富香港人才库，配合香港未来经济和社会发展需要。

　　为期两年的“高端人才通行证计划”也已于2022年底开始接受申请。合资格人才包括过去一年年薪达250万港元或以上的人士，以及毕业于全球百强大学并在过去5年内累积3年或以上工作经验的人士等。特区政府劳工及福利局局长孙玉菡日前介绍，“高端人才通行证计划”推出约两周后已接获逾5300份申请，平均每日有350份至400份，当中约六成已获批，各界反响热烈。

　　此外，特区政府还对“一般就业政策”“输入内地人才计划”等多项现有人才计划进行不同程度优化，增强对优秀人才的吸引力。比如自今年1月1日起取消“优秀人才入境计划”年度配额，为期两年，并简化审批程序等。在创科领域，特区政府也优化了“科技人才入境计划”，撤销科技公司在计划下输入外来人才时必须增聘本地雇员的规定，并将新兴科技行业扩展至14个，以加快输入人才的步伐。

　　释放求贤若渴强烈信号

　　香港舆论认为，一个“抢”字，展现了香港特区政府的施政理念之变，从“积极不干预”变为主动作为、勇于担当。“过去我们被动等人才上门，现在必须要主动去找人才。”李家超说，过去两年受各种因素影响，香港本地劳动人口流失约14万人，多个行业正面临人力短缺问题，必须要更加积极主动“抢人才”。“现在我们是积极主动去‘敲门’，并告诉大家我们有很多新政策。”

　　按照特区政府制定的目标，预计在2023年至2025年期间，通过各项输入人才计划每年吸引至少3.5万名人才，即3年吸引至少10.5万名人才。上述吸引人才目标较去年和前年的年均人数增加40%。“我们一定全力以赴，并有十足信心让KPI达标。”陈国基说。

　　香港正全力建设国际创科中心，创科产业迎来前所未有的机遇，而科技人才短缺却成为香港创科企业发展的一大掣肘。对此，香港特区政府不久前公布《香港创新科技发展蓝图》，明确提出充实创科人才资源，计划至2032年将创科产业从业人员从目前的约4.5万人增加到不少于10万人。“蓝图提出的加大力度吸引高精尖人才、强化对大学基础科研的支持等措施都极具诚意。相信这些措施落实之后，我们会迎来并留住一批又一批优质创科人才。”香港理工大学协理副校长王钻开如是说。

　　鼓励人才在港落地生根

　　“抢人才”是一个系统性工程，包括工作签证、科研支持、成果转化、人才住房、子女入学、社会保障、落户政策等多个环节，需要一整套的制度设计。对此，香港特区政府做了一系列相应规划。比如，为积极吸引海内外创科人才来港，特区政府计划将加大力度招募海内外年轻科研人才并吸引香港海外留学生回港发展，加强资助年轻科研学者，增加人才住宿配套，增强人才的归属感，鼓励人才在香港落地生根。

　　“针对重点行业，我们的人才政策有一系列‘量身订做计划’，包括税务优惠、员工补贴、生活补贴等。比如企业需要土地、扣减税务，甚至员工要读书、找地方住，这些我们都有相应安排。”李家超介绍，特区政府出台这些配套措施，目的是希望优秀人才来到香港后，感受到香港广揽英才的诚意，并扎根成为香港这座城市的一分子。

　　“香港本身是有吸引力的，这就是我们的DNA。”李家超认为，香港除了固有的低税率、简单税制、自由开放、中西文化融和等优势外，还具备“一国两制”的独特优势。国家“十四五”规划、粤港澳大湾区建设等一系列重大国家战略和政策措施，为香港发展提供了难得机遇、不竭动力、广阔空间，也大大增强了香港对优秀人才的吸引力。

　　孙玉菡同样认为，香港在招揽人才方面具有不可取代的独特优势。人才最看重的是机遇和舞台，而随着香港和内地开始分阶段有序恢复人员正常往来，香港“背靠祖国，联通世界”的优势将更加彰显，内地的经济增长趋势将成为巨大驱动力，吸引更多海内外人才来港发展。

　　汪灵犀

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）