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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）

潮玩新青年、山野自由客同步“拿捏” 自驾探秘之旅热度飙升******

　　过去的2022年，人们对于安全及游玩体验的要求进一步提升，高品质自驾游热度不断上涨。挑剔的自驾游人群会去哪儿玩、玩什么、怎么玩？

　　综合多个旅行平台数据来看，自驾游与周边游、轻户外齐名成为2022年出游主力方式。在自驾游目的地中，人文景观、自然风景类景点最受宠，并且在“人文景观”类景点中，综合景区、历史古迹、公园园林、古村古镇类景点吸引了大量自驾游爱好者。

　　自驾游爱好者最渴望和志同道合的朋友结伴出行，6至8天中短途自驾游和30天以上的长线自驾游热度均有所增长。

　　“小众潮酷玩法”热度飙升，自驾“探秘之旅”备受追捧，航拍、携宠、露营和深度游成为过去一年自驾游的新兴关键词。

　　冲浪、潜水、赶海……

　　“夏季避暑”自驾游意愿强烈

　　马蜂窝大数据显示，2021年，约70%的自由行用户在大交通后选择自驾游玩。2022年选择“自驾游”的用户占比增长至79%，较前一年同比增长9个百分点。

　　2022年自驾游热潮主要分布在春节、国庆、五一和暑期，春节假期的自驾游用户明显增多，另有38%的用户选择在暑期自驾游玩。2021年露营热度持续攀升，2022年露营玩法更加成熟多样，春季露营搜索热度同比涨幅高达75%，“自驾+露营”玩法更是令暑期“亲子家庭”自驾游热度达到全年最高。数据显示，2022年有55%的用户和家人、朋友一起露营，享受休闲时光。

　　2022年出游消费者中，有89%的用户喜欢“周边游”，79%的用户偏爱“自驾游”，周末和小长假与朋友、家人一起周边自驾游成为热门选择。此外，喜欢“轻户外”的用户有77%，另有68%的用户则是偏爱“亲子遛娃”，在他们看来，在对的季节、对的风景，带孩子一起沉浸式体验自然，一起成长才重要。数据显示，2022年“夏季避暑自驾游”热度增长，有63%的用户选择可以冲浪、潜水、赶海、玩水的“海滨海岛游”。

　　云南海南等省份热度最高

　　三亚大理威海人气最旺

　　自驾游都选择去哪里玩呢？马蜂窝数据显示，2022年，西南、华南和华东等区域的“自驾游”热度最高，分别为31%、19%和18%。在自驾游热门省份中，云南、海南、新疆、贵州、湖北等省份在2022年“自驾游”热门目的地居于榜单高位。

　　其中，湖北省排名提升12位、恩施大峡谷、鹤峰屏山峡谷、三峡人家、狮子关旅游区、木兰草原等景区吸引了大量自驾游爱好者前往。江西自驾游热度也排进TOP10，较去年同期排名上升12位。篁岭、武功山等景区最吸引自驾游人群。

　　三亚、大理、威海在2022年人气最高的自驾游城市中排名前三。三亚自驾游热门景点有蜈支洲岛、海棠湾、亚龙湾等。大理“风花雪月”四大名景之一的洱海、白族特色居民建筑、大理古城也吸引自驾游消费者前去享受文艺时尚慢生活。威海则是有半山半海千里自驾游路线，整条线路自驾下来，可以打卡威海市90%以上的旅游热点。

　　同程旅行联合汽车之家发布的数据则显示，成都、乌鲁木齐、昆明、三亚、大理、西安、贵阳、重庆、西宁、丽江是2022年游客最期待的自驾热门目的地前十名。

　　湖泊海岛和山谷溶洞“我都要”

　　人文景观和自然风景是首选

　　数据显示，2022年自驾游消费者最喜欢人文景观、自然风景类景点，占比分别为51%、33%。在“人文景观”类景点中，综合景区、历史古迹、公园园林、古村古镇类景点吸引了大量自驾游消费者。此外，有14%的自驾游消费者更喜欢城市观光、展览展馆、主题乐园、动植物园等。

　　2022年自驾游热门“人文景观”中，热度最高的是稻城亚丁景区，鲜花遍野的草场、流水潺潺的小溪、古朴幽深的海子、圣洁高耸的雪峰，都是这里不容错过的美景。

　　自驾游消费者对于自然风景非常喜爱，其中有36%的用户喜欢湖泊、海岛、江河等水域风光、34%的用户喜欢山谷、溶洞等，15%的用户喜欢丹霞地貌、花岗岩峰林、喀斯特地貌等地形景观，还有14%的用户更喜欢森林草原。2022年自驾游热门“自然风景”类景区中，热度最高的分别是赛里木湖、青海湖、洱海、鸣沙山、毕棚沟风景区、四姑娘山景区、泸沽湖、大柴旦翡翠湖、黄果树瀑布、茶卡盐湖。

　　此外，自驾游热门“城市观光”景区中，热度最高的是318国道、海口骑楼老街、外滩、阿尔山口岸、广州塔、八廓街、八大关、都江堰景区、帕米尔盘龙古道、布达拉宫广场。海南海口骑楼老街，则是海南必游历史遗迹，这里分布着画廊、工艺品店、美食小吃等，也是自驾游消费者喜欢的历史文化名街。

　　喜欢“展览展馆”的自驾游消费者中，有53%的用户喜欢逛博物馆、18%的用户喜欢看各种展览馆、有12%的用户更偏爱美术馆。2022年自驾游“展览展馆”热度最高的是甘肃省博物馆、青岛啤酒博物馆、三星堆博物馆等。

　　新一线都市人最爱自驾

　　与朋友家人一路同行

　　2022年，一线、新一线都市人是自驾游的主要客群，占比高达70%。对他们来说，自驾游不仅可以随心所欲地向着自己想去的地点出发，探索大自然美景，深度体验各地风土人情，更是与朋友、家人一起放松身心、增进感情的美好时光。

　　自驾游爱好者33%渴望和志同道合的朋友结伴出行，其次则占比31%的家庭亲子人群，而喜欢私密空间、享受浪漫生活的情侣则占比23%。以80后、90后新中产父母为主的亲子自驾游，出于对安全出行的要求，更热衷于自驾游。值得注意的是，6至8天中短途自驾游和30天以上的长线自驾游热度均有所增长。

　　四季风景各异，春有百花秋有月，夏有凉风冬有雪，让孩子们真切感受大自然的变化，是家庭亲子游一年四季多次出行的理由之一。数据显示，后疫情时代，父母更喜爱和孩子一起参加滑雪、徒步、骑行、越野跑等户外活动。自驾露营+赏花踏春、山野徒步、亲子骑行、农场采摘喂养萌宠这些搭配玩法，满足了亲子游探索山野接触自然的想法，也成为家庭亲子自驾游的热门玩法。在花海遍地、绿草如茵的夏季，“露营玩水+夜观星空”对孩子们有着无法抵挡的魅力，这些夏季限时特供玩法，同样受到家长们的喜爱，热度同比增长40%。

　　户外运动热度持续上涨

　　“小众潮酷玩法”热度飙升

　　自驾游爱好者同步会参与户外运动以及娱乐休闲和特色体验。在选择玩乐项目时更偏爱徒步登山、滑雪、城市骑行、攀岩、皮划艇、帆船等。同时也喜爱在自驾旅途中，感受不同的文化和生活方式，深入体验当地风土人情、特色美食、非遗民俗等；其中，热度涨幅最高的是沉浸式体验馆、DIY手作、特色表演等。在自驾游娱乐休闲类项目中，涨幅最高的则是卡丁车、温泉和亲子乐园等。此外，野攀、洞穴探险、古村古镇探秘等玩法最受自驾游人群的喜欢，在热度飙升榜单中排名前三。

　　从人群细分，自驾游主力军“潮玩新青年”中，女性占比62%。他们年轻有活力，想玩、爱玩、会玩，不断追求多元化个性新玩法，飞盘、城市骑行、陆冲、腰旗橄榄球、棒球、攀岩、射箭、卡丁车、马术、剑道、滑翔伞、探洞等，都是他们喜欢的玩乐项目。

　　数据显示，自驾游主力军“户外探险家”中，男性占比58%，成为主导。他们热爱自由，享受在大自然中撒野，更享受探索秘境、邂逅未知的乐趣，滑雪、徒步、登山、冲浪、露营、潜水、探洞、滑翔伞、皮划艇、帆船等与大自然亲密接触的玩乐项目，都受到“户外探险家”的喜欢。

　　数据显示，自驾游主力军“文艺漫旅者”中，女性占比66%。他们看展、听音乐、享受时尚艺术之美和独特的文化气息，逛博物馆、艺术展、美术馆、游古镇、看演出、体验传统文化、逛创意集市、城市骑行等，都是他们喜欢的活动。

　　自驾游主力军“山野自由客”中，女性占比56%，同样高于男性。这类人群向往自然、享受山野乐趣，抛去城市的喧嚣和繁杂，喜欢全身心地投入大自然的怀抱。露营、度假村玩乐、民宿、亲子农场、山野探店、携宠出游、赏花赏秋、温泉治愈、山野徒步等“沉浸式放松度假”玩乐项目最能吸引他们的注意。

　　同程旅行发布的报告显示，超九成的用户表示，未来将会增加自驾出游的频次和距离。前往西藏、新疆等自驾胜地的长线自驾游是绝大多数用户的未来目标。随着国家相关部门对自驾游支持力度的不断加大，自驾游热度将会进一步攀升，并有望成为后疫情时代增长最快的出行方式。

　　文/本报记者 陈斯

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）