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）

“劳模”情结在心灵深处开花——评水运宪长篇小说《戴花》******

　　作者：李掖平（山东师范大学教授）

　　水运宪的长篇小说《戴花》（湖南文艺出版社2022年10月出版），秉持现实主义文学的审美价值取向，紧扣当下社会生活砥砺前行、搏击进取的现实律动，历史视域、社会角度、个人生命体验错综交织，正德大义的庄重言说与雅俗共赏的生动表达有机结合，通过一个普通工人竭尽一生全力以赴争当劳模的故事文本，书写了一曲中国机械工业不断走向强盛的时代壮歌。小说聚焦某高校机械制造专业的一批大学生分配到德华电机制造总厂参加工作的历史事件，多维度地再现了二十世纪六七十年代基层普通工人任劳任怨干工作、争先恐后当劳模、孜孜以求钻研技术革新的曲折历程，从中国电机制造工业技术革新的一个侧面，钩沉出中华民族在困厄中破旧立新、求变图强、砥砺拼搏的历史发展逻辑，进而构建起一个兼具广度、力度和深度的宏大主题。《戴花》将潜藏在故事情节和人物性格中的中华民族“英雄情结”的历史基因、文化血统和蓬勃向上“精气神”生动可信地呈现出来，深刻揭示中国工业强劲发展的合理性与必然性，充分敞开了一部现实主义力作的史诗性价值与意义。

工人劳模 林笑初绘

　　《戴花》采取的是一种由一条主线勾连起多条副线的拧绳式框架结构。叙述主线始终沿着“我”（杨哲民）和师傅莫正强之间的工作、生活和师徒关系的叙述路向，讲述莫师傅孜孜以求争当劳模的故事。而包括“我”和同学们的友情、“我”和姜红梅的爱情、同学们之间发生的各种事件、段一村和吴启军的师徒关系、师傅莫正强的家庭生活、师傅与许多人的或交好或纠结或误解或抵触的复杂关系等多条叙述副线，则沿着“花开数朵、各表一枝”的轨迹，以或顺序、或倒叙、或插叙、或碎片拼贴的方式向前推进。这种多线索、多层次此起彼伏的交叉描写，始终紧扣各种矛盾冲突、紧贴人性内在肌理有条不紊地展开，既强化了小说文本杂树生花、起伏跌宕的故事性，又敞开了前有伏笔、后有照应的可读性和感染力。情节的推进并不过多依靠大起大落的陡转，却以生活、生产、爱情等日常细节的细腻刻画，有效触发了读者因真实生动而心生敬意的同频共情。事件和场景的描述具有鲜明的画面感，人物对话富有鲜明的时代特色，又洋溢着鲜活的日常生活气息，也不乏朴素遒劲、外简内丰的古典神韵。

　　小说对莫正强形象的塑造，不是按照对英雄人物进行高度提纯的类型化模板展开的，而是紧扣作为一个普通工人的莫师傅倾尽全力“当劳模”的执着心念和执拗性格，以扁平性和立体性互融互衬的手法，既多角度地写出了其心底纯粹、敦厚善良、真诚待人的优良品性，亦不回避其时而显露出的一些小卖弄、小表演、小狡黠甚至小虚伪等缺点。一方面，为当劳模，身为车间主任的莫师傅以工厂为家，以诚相待车间工友和徒弟，抢干重活儿、累活儿、脏活儿，虽然一连几年与劳模荣誉擦肩而过，仍然不气馁、不泄劲，一如既往地埋头苦干，每逢节假日就主动申请加班值班，不辞辛苦、不计报酬，拼出了一身病也毫无怨言，直到最后倒在车间的“冲天炉”前，以“点……点火”的嘶哑吼叫定格了生命的最后一刻。另一方面，为当劳模，莫师傅也时常闹出一些高调摆姿态、可笑又可爱的小把戏，如为引起厂领导和其他车间工友对他连早饭都顾不得吃就到车间来干活之事的关注，他故意让妻子连续几天大张旗鼓地到车间来送早饭，边走边大声埋怨“这个死东西清早就往车间跑，早饭也不吃”。为增强自己的良好形象，他想营造家庭和睦的氛围，而妻子恰好正在和他闹矛盾甚至叫嚷要离婚，他就软硬兼施动员“我”去当说客，力劝师母别在评劳模的关键时刻“掉链子”。他甚至还做过一件偷钱的错事：当市里已通过他的申报材料，要派出验收组来车间和家里考察时，他竟然鬼使神差地偷拿了一位工友的十元钱。按理说这事儿谁都不知道，而且还已全部送还，可莫师傅却始终过不去这道心坎，觉得自己做了一件丢人丢脸的丑事。于是在验收会即将结束、验收组负责人宣布“莫正强同志已正式确定为我们全市的劳动模范”时，莫师傅却突然坦白自己曾偷过钱这件事，并声明自己没脸要这个劳模称号，致使即将到手的劳模殊荣再次泡汤。大家都埋怨他太实在、对自己太苛刻，莫师傅却说，他要争当的劳模必须是干干净净的，不当众说出自己这件丑事心里不踏实。尽管莫师傅直到生命终结也没当上劳模（小说结尾处提示，莫师傅被追授为全市劳动模范），但其不忘初心、敬业爱岗的人格华彩却是那般的灼目闪亮。

　　正是这种具有鲜明现实指向性与写真纪实意义的描写，契合人情、人心、人性的内在肌理，滤掉了粗简的直白和浮夸的修饰，剔除了影响文学性的所有泥沙，既真实可信又接地气，使读者深切感受到德华电机厂这片文学“风景”中的灵魂跃动与人性交响，标识出作者塑造人物手法的多样性和纯粹白描手法背后的深厚文学功力。

　　作者对人物塑造欲扬先抑手法的娴熟运用，撑开了小说引人入胜的艺术张力。《戴花》明明是对莫师傅和以莫师傅为代表的普通工人群体的赞颂，却并未从开始就对其一路褒扬，而是首先从相反的贬抑处落笔。先写“我”对师傅的失望与不满，嫌弃他从相貌到气质都乏善可陈：“两只眼袋下面长着胡须。”“胡子很稀疏，东一撮西一撮胡乱生长。而且黑少白多，灰不溜秋就跟从来没用肥皂洗过似的。”说话絮叨且口气难闻，似乎从来不刷牙。尽管师傅对收“我”为徒颇为自豪，亲切地称为“民儿”，“我”心里却很是不屑和疏远。后来在日常工作中，师傅为人的善良坦荡、心地的干净纯洁和对工作的兢兢业业，使“我”逐渐感受到其人品和性格的内在魅力，进而愿意和他亲近，愿意追随他勤奋努力，最终从心底深处生发出对他的真诚爱戴与礼敬。其他人物也大都是采用欲扬先抑手法塑造完成的。“我”对师傅的情感形成起伏跌宕的鲜明对比，表征出“文似看山不喜平”的艺术蓄势手法之魅力。

　　《光明日报》（ 2023年01月11日 14版）