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来源：网盟彩票2023-11-03 17:48

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）

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东西问·镇馆之宝丨唐淼：如何从“三牺尊”窥见东西方酒器的殊途同归？******　　编者按：　　国宝之美，穿越古今，器以载道，恢弘万千。每件珍稀文物背后，都凝聚着古人的匠心智慧，镌刻着中华民族的文化基因，见证着中外文明的交流互鉴。从2023年1月11日起，中新社“东西问”推出“镇馆之宝”系列策划(一)，藉专家探究文物之意涵及其背后故事。

　　中新社长春1月13日电题：如何从“三牺尊”窥见东西方酒器的殊途同归？

　　作者唐淼吉林大学考古与艺术博物馆副馆长

　　酒，作为一种特殊的文化载体，在人类交往中发挥独特作用。东西方酒文化源远流长，相关研究浩如烟海，然而关于酒器的研究相对较少。实际上，酒器作为酒文化的重要组成部分，不仅同样历史悠久，而且千姿百态。

　　吉林大学考古与艺术博物馆收藏着一件中国商代的酒器——兽面纹牛首尊。从这件文物中，可以清晰窥见中国古代礼制的缩影和世界文明进程中的酒文化故事。

　　“三牺尊”为何特别？

　　这件“兽面纹牛首尊”又名“三牺尊”，为商代的青铜器，是中国的国家一级文物。中国古代由青铜制成的“尊”，特指一种侈口、鼓腹、高圈足、形体较宽的盛酒器。此尊圆体造型，大敞口，鼓肩，圆弧腹，高圈足；颈部饰三周平行凸弦纹，肩、腹连接处等距离排列三个浮雕式牛首，每两个牛首间各饰一幅以卷云状扉棱为中心的小兽面纹，肩部上下各饰一周圆圈纹以作横向分隔；腹上部分饰一周夔龙纹，下部饰连体兽面纹，兽面圆睛突出，双角作S形，末端内卷；圈足上部饰两周平行凸弦纹和三个大十字形镂孔，下部为三组尾巴上卷的小兽面纹。这件尊的纹饰特别繁复，主要以三只牛首为主题布局纹饰，为商代晚期流行的风格。

三牺尊。受访者供图

　　商周时期，王公贵族在大型活动中普遍使用牛、羊等牲畜，并以青铜器盛酒置于活动场所之中完成仪式，根据社会等级的高低采用对应的器具和规模，进而形成庞大而规制的礼制系统。《国语·鲁语上》记载：“赐女土地，质之以牺牲，世世子孙无相害也。”《左传·庄公十年》(曹刿论战)载：“牺牲玉帛，弗敢加也，必以信。”上述文献所载的“牺牲”，特指供盟誓、宴享用的牲畜。现代意义的“牺牲”一词也源于此，经衍生后多作动词用，意为一种具有高尚意义的奉献行为。正因如此，这件精美的青铜盛酒器也根据其独具特色的三个牛首装饰，被定名为“三牺尊”。

　　诸多酒器种类之中，不同时代流行不同的风格和样式。这件“三牺尊”所呈现的造型和装饰特征，充分体现了商代晚期的风格，具有断代意义。青铜器纹饰既可作为判断器物时代的依据，也折射出彼时人群的精神内涵，以活牲作为祭品，将盛祭祀用酒的尊饰以兽形纹饰，很大程度上应是商人对神明忠诚的一种表达。

三牺尊局部。受访者供图

　　青铜尊作为商周时期的大中型盛酒器，是一种典型的礼器，在祭祀或宴饮中常常与青铜爵、斝等盛酒器搭配使用，而在墓葬中作为随葬品又常与青铜卣或方彝等盛酒器伴生共出。依《周礼》所记，尊有六种：牺尊、象尊、著尊、壶尊、太尊、山尊。六尊之中，最华美的就是牺尊。目睹“三牺尊”的细节，了解它的来历，仿佛跟随殷商时期的祖先穿越回酒文化兴盛的中国传统礼制社会。

　　酒器如何产生？

　　从文明起源的视角回溯，史前的中国是以农业为经济基础发祥并壮大的。黄河流域新石器时代遗址的考古证据充分表明，因农业日渐发达而产生的粮食贮藏现象已出现。温湿度变化致使粮食发酵后呈现特殊口感，被先人的味蕾定义为一种美味的饮品，于是酿制酒应运而生。

　　此后，饮酒时的味觉体验和精神愉悦，使酿制酒逐渐成为夏商周时期部落首领和王公贵族的生活必需品。尤其到商周时期，社会等级和阶层已经固化，礼制成为维系社会秩序的普遍标准，青铜酒器也成为祭祀、宴饮、战争等重要事件的仪式表征。

　　中国历代酒器以青铜器、漆器和瓷器闻名，大多成套出现，其中最典型的就是商周时期的青铜酒器。除今天所见的“三牺尊”外，青铜酒器中煮酒器、饮酒器、贮酒器一应俱全，还出现了较为奇特的被称为“兕觥”的角形饮酒器。

商代龙纹兕觥。张云摄

　　中国的青铜时代从公元前2000多年形成，历经夏、商、西周、春秋和战国时代结束，青铜器逐渐退出历史舞台。商周以后，酒文化逐渐成为中国传统文化的重要组成部分，传承绵延至今。随着制酒业发展和中西方文化交流，除谷物酿制酒之外，中国后来也出现了葡萄酒、蒸馏酒、啤酒等类别，造型和功能各异的酒器更是层出不穷，成为酒文化的重要物化载体。

　　不仅中国酒器源远流长，古代西方的酒器也颇有历史可考。在西方，覆盖地中海沿岸大部的古希腊地区率先继承了古老的葡萄种植技术和酿酒工艺。与以农业为基础的古代中国相比，该地不适于种植谷物，但独特的气候却为其创造了得天独厚的葡萄种植条件。由于古希腊文明超强的交流与影响力，葡萄酒文化逐渐传播至欧洲内陆地区，进而成为西方酒文化的主流。

　　相对于古代中国的“三牺尊”和角形“兕觥”时代，古希腊同时期也出现了角形“来通杯”，从陶制、兽角制到金属制，“来通杯”被长期沿用、广泛传播，从作为宗教祭祀的祭器逐渐演变为宴饮葡萄酒的酒器。地处北非的古埃及第十八王朝图特摩斯三世时期(约公元前1479年至公元前1425年)出现了最早的玻璃容器，后来随着玻璃制法的成熟和普及，玻璃器皿在西方被更广泛地用于盛酒。

　　东西方酒器有何文化溯源？

　　以牛、羊等动物形态支撑杯身造型的“来通杯”与中国的“兕觥”虽有相似，但在文化根源上迥然不同，分别代表了中国和西方的两种传统。

　　关于酒的源起，中国古史《战国策》有载，“昔者，帝女令仪狄作酒而美，进之禹。”文献中的仪狄成为酒的发明者，是为“人造”；希腊神话中则流传酒神狄奥尼索斯担任葡萄种植者的守护神一职，是为“神造”。

　　从东西方酒器的使用习俗来看，传统的东方酒器更讲究配套使用，主要用于盛装粮食酒，饮酒时关注的是人，酒的自然属性被淡化，社会功能被提升；西方玻璃酒器则追求透明，以便观察葡萄酒的成色及品质，注重喝什么酒应用什么酒具，甚至每一种酒都有其固定杯型，此外对酒自身口味的感受也尤为强烈。

　　近现代以来，在工业化、全球化的浪潮下，西方生产的工业品大量涌入中国，这对中国酒器发展的影响主要表现在玻璃制品越发受欢迎。随着世界文明不断向前演进和东西文化的相互影响，酒器制作工艺也不断发展变化，进而形成了璀璨瑰丽的各类造型。

　　从这件商代“三牺尊”纵观世界文明发展历程，可以进一步了解，酒器不仅能反映风俗习惯，更能投射出人群的社会秩序、文化观念、宗教信仰、审美情趣等意识领域的规律。随着文化交流与融合，东西方酒器也日渐趋同，是为殊途同归。正是人类文明的多地起源与交流互鉴，才使我们能享受如此丰厚的物质文明成果，感受如此丰富的精神世界，并为构建相互包容、和谐共生的人类命运共同体不懈努力。(完)

　　受访者简介：

　　唐淼，1980年生人，现为吉林大学考古学院副教授，博士生导师，吉林大学考古学院副院长、吉林大学考古与艺术博物馆副馆长，吉林省文物局重大项目咨询专家。研究领域为先秦两汉中国北方考古、文化遗产与博物馆。发表论文20余篇，出版著作7部，主持策划博物馆陈列展览10余项，编写文物保护规划、文物影响评估报告技术文本10余部，主持或参与科研类项目60余项。

　　（文图：赵筱尘巫邓炎）

[责编：天天中]

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