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）
还记得《少林寺》经典画面吗？这位传奇老人走了……******
中新网北京1月17日电(记者 王诗尧)著名武术家、演员于海于1月16日去世，享年81岁。
于海是山东烟台人，1954年，年仅12岁的于海拜七星螳螂拳大师林景山为师，学习正宗的螳螂拳，由此开启了他的武术生涯。
李连杰(左)与于海(右)。图片来源：电影《少林寺》截图出演传奇电影《少林寺》
成为李连杰“客师”
1982年，一部名叫《少林寺》的电影，书写了一个“一毛钱一张电影票创下上亿票房”的奇迹。电影开拍之初，导演一改过去选用职业演员的惯例，全部采用了具备武术功底的专业人士，于海也因此被邀请参演了人生中第一个大银幕角色“昙宗大师”。
当时外界对于武术运动员出演电影颇为担心，认为他们并不懂得演戏，又如何能保证电影的质量？但是导演张鑫炎则一直坚持己见，他认为只有武术运动员才能真正表现出少林功夫的精髓。
在此背景下，七星螳螂拳传人于海早早被剧组看中。最终，电影《少林寺》汇集了来自全国各地的24名武术运动员，主演李连杰就是其中一员。
电影《少林寺》截图据悉，李连杰出演这部电影之前，还发生过一个有趣的小插曲。当时17岁的李连杰因为在电影《塞外夺宝》的演员海选中落选，正生着闷气。虽然知道导演张鑫炎正在为《少林寺》挑选演员，但他仍不愿意见，最后还是被运动队叫来面试，促成了这次合作。
电影里于海饰演的昙宗大师与李连杰饰演的小虎，二人是师徒关系。由此外界常把李连杰归为于海的得意门生，他曾解释道：“其实我只是他的客师，他的启蒙老师是原北京武术队的教练吴斌。一个武术运动员会有很多的客师，但是启蒙老师却只有一个。”不过，于海补充说：“我教过李连杰螳螂拳和陈氏太极拳，他是个很刻苦的孩子。”
于海参加节目讲述拍摄《少林寺》期间的故事。图片来源：央视截图“没有影迷，就没影星”
武打演员不受点伤不出色
据《少林寺》副导演、香港知名电影人施扬平透露，电影中每个演员都是武术指导，因此采用了“谁打谁编”的原则。这些具备真刀实枪功夫的演员，集体为观众们呈现了一场场精彩绝伦的武术盛宴。鹰拳、螳螂拳、三节棍、九节鞭等中华武术绝学，在电影里轮番登场，最终使《少林寺》成为难以逾越的经典。
虽然《少林寺》是于海拍摄的第一部电影，但是他依旧拿出全力以赴的武术精神完成拍摄。他说，当初拍摄时间非常紧张，而片中的马戏又很多，他便只用了两个上午的时间练习骑术，便投入拍摄。
螳螂拳传人于海。图片来源：央视截图影片中有一组于海在路上骑马疾驰的镜头，当时他的马速很快，拐弯时不巧被一棵杨树挡在了前面，正想收缰却已经来不及了，他的身子平飞了出去。出于本能，于海用两条胳膊护住了头部，但手臂却没能幸免：手腕、肘部脱臼，左手撞断。
《少林寺》上映后掀起了观影热潮，于海也跟着人气大涨，此后又接演了《南北少林》《太极宗师》《新少林寺》等影片。
电影《少林寺》动图越来越多影迷被于海精湛的武术表演所震撼，对他表达喜爱之情。渐渐地在一些公共场合，于海会遇到热情的影迷想要他签名、合影，即便当时他再累，也会一一满足影迷的要求。他说：“我永远记得，‘没有影迷就没影星，’‘盛名之下，其实难副’这两句话。”
知名度的提升丝毫不影响于海对武打表演的态度，“有时伤病还没好，打上石膏还得打，原地打、站着打。有时候站久了，脚肿得鞋都穿不进去。”他说，“练武术的就是脑袋比较木，自己也跟自己较劲，一定要达到那个程度。其实做武打演员，不受点伤、不受点痛是做不出色的。”
于海参加节目讲述拍摄《少林寺》期间的故事。图片来源：央视截图吴京悼念“老师一路走好”
网友不舍，分享童年回忆
1月17日凌晨，演员吴京发布微博悼念于海：“惊悉于海老师逝世，不胜悲痛。《功夫小子创情关》《太极宗师》《新少林寺》《少林武王》……仿佛还历历在目，于海老师一路走好。”
吴京发微博悼念于海。于海与吴京曾合作多部影片，他也对这名后辈青睐有加，“我对吴京比较熟悉，这个孩子很刻苦，当年一起拍《太极宗师》的时候，我就很看好他。”
对于于海的离世，许多网友也纷纷发文与其告别。有网友称，自己小时候最崇敬的功夫大师就是于海；也有人表示，他即使不是主角依旧能给人留下深刻的印象，形容于海的作用就好像是顶梁柱，“有他当师傅，主角就会很有底气的感觉”。
网友悼念于海。还有一位网友分享了自己的一段儿时回忆，他说，小时候电视台播放《太极宗师》，每晚一集，有一次他家里的电视坏了，便去邻居家里看。当时他看到邻居家的姐姐正拿着日记本记主题曲，直到现在他还能想起当时的歌词“天已幕，月如初”。他表示，一瞬间，这些画面仿佛就在昨天。
“练武之人就该有向强手挑战的勇气。”虽然于海老师已经离我们而去，但是他秉持的武术精神仍将激励着许多人，在人生的道路上勇敢前行。(完)
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