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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）

斩断跨境网络赌博犯罪“链条”******

　　李忠勇

　　每年“两节”期间，人们的休闲娱乐时间增加，一些人选择网络赌博作为消遣。殊不知，这种消遣方式轻则造成钱款损失，重则引发法律风险。

　　近日，公安部披露了2022年打击治理跨境赌博犯罪成效：全年共侦办跨境赌博相关犯罪案件3.7万余起，打掉网络赌博平台2600余个、实体赌场1100余个，打掉非法支付平台和地下钱庄2500余个、非法技术服务团队1200余个、赌博推广平台1600余个，一大批犯罪嫌疑人被移送审查起诉。

　　赌博历来是社会一大公害。有些人把维系生活的钱款用来赌博，赌输之后，弄得倾家荡产，妻离子散；有些企业主挪用资金进行网络赌博，造成资金链断裂，企业倒闭；还有人在赌输后，实施盗窃、诈骗、抢劫等犯罪……由此可见，赌博不仅违背社会公德，毁掉个人和家庭幸福，而且还会涣散民族精神，败坏社会风气，诱发各种犯罪，威胁社会安定，影响经济社会健康发展。

　　近年来，随着互联网的快速普及与发展，超越时空的跨境网络赌博活动也不断扩张蔓延。同传统的线下赌博相比，跨境网络赌博犯罪案件不仅涉案人员多、金额大，而且服务器设在境外，以类似传销模式运作，容易导致聚集参赌，且具有隐蔽性强、跨域性广、技术性程度高、组织结构严密等特点，致使案件查处呈现出侦查难、抓捕难、取证难、治理难的特点，给公安机关的打击治理工作带来诸多挑战。

　　我国历来高度重视打击治理跨境赌博工作，并作出一系列决策部署。2022年，公安机关会同有关部门继续采取严厉措施打击治理跨境赌博犯罪，系统治理涉赌黑灰产问题，摧毁了一批特大跨境网络赌博团伙，侦破了一批重大案件，打击治理工作整体呈现压倒性态势。最近，安徽宿州警方就破获了一起特大跨境网络赌博案，抓获犯罪嫌疑人63名，涉案流水高达2亿元；西安市雁塔区人民法院也审理了一起涉案赌资逾亿元的跨境网络开设赌场案。

　　虽然跨境赌博犯罪集团遭受重创，但我们仍要清醒地看到，跨境网络赌博的生存土壤尚未彻底铲除，必须坚持多措并举，注重标本兼治，坚决斩断跨境赌博犯罪的“链条”，不断将打击治理工作向纵深推进，净化社会环境。

　　首先，要实行综合治理，齐抓共防。网络赌博涉及方方面面，单靠一两个部门治理难以奏效，因此必须在各级党委、政府的领导下，健全机制，多管齐下，有效治理跨境赌博犯罪生态。如加强全民拒赌反赌宣传教育，提高广大群众拒赌反赌意识；公安、网信、银行、工信等部门要密切配合，加强对互联网站的许可备案管理，及时封堵处置跨境网络赌博网站和应用程序等，形成防范打击整治网络赌博活动的合力。

　　其次，要全面挖掘涉赌线索，加大侦查打击力度。各地各级公安机关应通过广泛发动群众举报、网络监控巡查、深入公共场所摸排等多种渠道，全面搜集挖掘获取网络赌博案件线索。在此基础上，顺藤摸瓜，对涉赌者的真实身份、资金流向、赌博网站设置地点、组织结构等进行全面侦查，并加强案件研判，从而达到“一网打尽”的效果。

　　最后，要加强区域和国际合作，提升打击效能。跨境网络赌博案件具有跨地域性，这就需要进一步完善跨域协作机制，加强禁赌国际合作，加大境外执法合作和追逃力度，这样才能彻底摧毁跨境网络赌博犯罪集团，从源头上斩断跨境赌博犯罪“链条”。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）