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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）

多地不再全面禁放烟花，经销商现金蹲守抢货******

　　作者：马纪朝 

　　1月17日晚，郑州突然发布的烟花爆竹限放通告(下称“限放令”)，让赵辉措手不及。

　　“今年没货，(郑州)通知得太晚了。”赵辉是郑州荥阳一家烟花爆竹企业的负责人，迄今已经从业10多年的他，也见证了郑州燃放烟花爆竹从全面禁止燃放到突然限放的过程。

　　2016年，由于郑州全面禁止燃放烟花爆竹，赵辉为了活下去，只好把原本用于存放烟花爆竹的仓库对外出租，以维持公司运营。今年，郑州突然发布的限放令，让赵辉错失了销售机会。

　　事实上，不止郑州一地发布了“限放令”，对此前几年中全面禁止的烟花炮竹燃放松绑。对商家而言，这是难得的商机，但他们不得不临时抢货。

　　良机

　　不愿错失销售机会的王根绪，选择了带队到湖南浏阳现金求货，他率领着一个近20人的采购团队，分头盯梢当地一些仍在生产的烟花爆竹厂。

　　同样希望抓住销售机会的，还有梁国宾，他是荥阳市湘豫烟花爆竹有限公司负责人，在荥阳有一处烟花存放的专用危险品仓库。

　　过去，由于疫情以及禁放等原因，梁国宾的仓库已经闲置三年，如今，得知郑州突然实施“限放令”，他赶紧请了专业的保洁公司，去加速清理仓库。

　　有了仓库，还得有管理仓库的人。根据规定，烟花存放、运输都必须由专业人员操作、管理，可之前的员工早已散落到各处。

　　没办法，那就只能给他们挨个打电话，一面承诺高薪，一面又耐心催促紧急返厂。

　　好在，同时担任河南省烟花爆竹行业协会会长的他，在湖南当地拥有一些烟花爆竹的厂商资源，总算又采购到了几千箱，他委托当地朋友帮忙，将采购到的500多万元的烟花爆竹先存放到湖南的仓库。

　　但最关键的，还是如何将这些货源，尽快运送到郑州。

　　根据规定，烟花爆竹上路运输必须使用专业防爆车辆，梁国宾到处联系，但一方面防爆车数量本就紧张，而且很多防爆车已经在高度运转，难以找到空闲车辆，另一方面，雨雪天气也影响到了已经出货车辆的返程时间，

　　“一些(烟花)已经上路上，这几天，会陆续运到郑州。”梁国宾总算松了一口气。

　　但同样紧急找货的王根绪，就没那么幸运了，他到处求爷爷告奶奶，也只预定了原计划的70%，这与预计的目标，仍有不小差距。而且，即便是买到了货，但不少烟花的进货价却已经大幅度上涨，譬如，市面流行的“仙女棒”的进货价，比往年涨了80%，“加特林”、“水母”等畅销烟花品种，价格更是翻了一倍多。

　　即便如此，“大家根本不问厂家价格，只要对方说能下单，就直接付款。”尽快抢到货，成为王根绪的最大诉求，他说，自己期盼最迟腊月二十八能备足货源，如今，为了尽可能拿到货，他盯完一个厂就赶紧去下一个厂，基本上24小时都在不停找货。

　　王根绪说，现在自己几乎一天只能睡2个小时，因为时间太紧迫了。整个浏阳烟花爆竹生产厂家的存货几乎空了，自己只得到处找厂家下单子、盯单子，同时还要协调运输发货。

　　“抢货”

　　“抢货”，更是成为当下的浏阳烟花爆竹生产厂家们，已经多年不遇的场面。

　　“现在来浏阳购买烟花？那你肯定得要排队，就这也不保证能买到货，因为(很多厂家)确实没有货了。”东信烟花集团董事长钟自奇说，目前，由于浏阳的爆竹生产厂大多已经放假停产，只有部分厂子仍在生产。可是，从全国各地前往浏阳采购烟花的批发商，却依旧源源不断。

　　“光河南都100多家(烟花爆竹销售)公司了，你算算，全国有多少家？”赵辉说，根据自己多年的销售经验，烟花爆竹销售的备货，至少会在大年二十之前全部完成到位，之后，大部分烟花爆竹生产厂家就会陆续停产，员工也会放假回家过年，但今年，国内一些城市的烟花爆竹燃放、销售突然放开，这让不少从业者很难在短时间内应对。

　　第一财经记者查询发现，截至目前，国内已有杭州、昆明、郑州、长沙等多个城市开始准许在一定条件下燃放烟花，这些动辄千万级人口的城市的政策变化，也同时迸发出巨大的烟花爆竹购买需求。

　　以郑州为例，1月17日晚，郑州市人民政府办公厅下发《关于印发郑州市2023年春节期间烟花爆竹限放工作方案的通知》称，郑州市民可在1月21日(除夕)早7时至1月22日(正月初一)凌晨1时；1月22日(正月初一)至1月26日(正月初五)每日早7时至23时；2月5日(正月十五)早7时至23时等时段燃放烟花爆竹。

　　一些原本计划回老家过年的郑州市民，很快被这一消息激励，求购烟花爆竹的信息，也开始充斥不少人的朋友圈。

　　市场需求突然增多，但与此相对应的是，烟花爆竹生产厂家的产能，这些年来实际上是萎缩的。

　　目前，中国的烟花爆竹厂家，主要分布在湖南浏阳、江西上栗、湖南醴陵、江西万载等四个区域，其中，又以湖南浏阳厂家最为密集，但与巅峰时期，浏阳的烟花爆竹生产厂家已经大幅减少了。

　　数据显示，近年来，全国90%以上大中型城市中心区域和1000余家县城城区禁止燃放烟花爆竹，导致烟花爆竹市场消费快速下滑，产业生存空间受到严重挤压。

　　“生产工厂应该是退出了超过一半。”曾任职浏阳市鞭炮烟花产业发展中心多年的刘东辉在接受第一财经记者采访时说，浏阳市出于产业健康发展以及环保等原因，不断加大对花炮产业的转型提升、优胜劣汰，再加上近年来，各地不断实施的烟花爆竹禁放政策，造成市场需求的不断萎缩，这些，都成为导致当地一些花炮生产厂家退出行业的主要因素，目前，浏阳市的烟花爆竹生产企业已经只剩下400余家。

　　回暖

　　如今，伴随着多地“禁燃令”松绑，浏阳当地烟花爆竹公司也开始出现“爆单”现象，“烟花之乡”浏阳的花炮市场，终于迎来了难得的回暖。

　　“现在(当地厂家)基本上都是销售一空了，”刘东辉说。

　　浏阳市欢乐时刻烟花制造有限公司总经理胡友海在接受媒体采访时说，此次烟花爆竹需求量猛增，并非出现在行业传统订货季。原本，往年的5月、6月是烟花爆竹行业的订货季，但今年，从2022年12月份以来，加单情况明显增多。

　　浏阳市烟花爆竹总会发布的数据也显示，2022年，浏阳全市花炮产业集群实现总产值301.5亿元，同比增长15.3%。其中，花炮出口表现突出，销售额超60亿元，同比增长84.9%。

　　即便如此，面对突然迸发的花炮需求，当地仍然应接不暇。

　　“烟花爆竹的生产有一定的周期性，不是说明天要，今天晚上就能够给你生产出来的，它的周期性是比较长的。”刘东辉说，这也是导致花炮市场突然供不应求的原因之一。

　　但对于明年的市场走向，刘东辉仍然难言乐观，“明年还得观察，(需要看看)到底是否会(像今年这样)持续。”刘东辉说，估计明年市场会增加，但增加到什么程度，会不会造成今年这种产能供应不上，就得看市场的最终发展方向了，毕竟，这不仅是一个市场化的产业，更是一个与各地政策密切相关的行业。

　　“明年，明年你来找我，肯定有货。”眼瞅着赚钱的机会从指缝间流走，赵辉的语气里，却依然有一些懊恼与不甘。

　　(文中赵辉、王根绪为化名)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）