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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）

首部《跨境数据流通合规与技术应用白皮书》发布******

　　日前，“粤港澳大湾区国际人工智能与机器人高峰会2022”在香港、深圳、澳门三地以线上、线下相结合的方式举行，峰会由香港生产力促进局（生产力局）、深圳市发展和改革委员会、广东省人工智能与机器人学会、香港人工智能与机器人学会与澳门大湾区人工智能学会主办，以及深圳数据交易所、粤港澳大湾区大数据研究院、湾区数字科技联盟、开放群岛开源社区联合承办。

　　香港创新科技及工业局局长和深圳市科技创新委员会领导，以及国际图灵奖得奖者、三十余名中外院士及专家、多位大湾区高校校长出席会议，或将成为粤港澳大湾区三地联合主办的最高层次的人工智能与机器人领域专业会议。

　　会上，国家信息中心原党委书记、常务副主任，粤港澳大湾区大数据研究院名誉理事长杜平为《跨境数据流通合规与技术应用白皮书》致辞，联易融创始人、董事长兼CEO宋群作为主编单位代表出席发布仪式，并正式发布了由开放群岛开源社区跨境数据流通小组牵头，联易融、深数所、贵数所、粤港澳大湾区大数据研究院、中国电子、天翼电子、微众银行、顺丰科技、勤达睿、广和律所、大成律所、中伦律所、华东江苏大数据交易中心、星环科技、南方财经、雁联科技、九鑫智能、八分量等三十余家机构编写的国内首份《跨境数据流通合规与技术应用白皮书》。

　　跨境数据流通成为推动新型全球化的新引擎

　　近年来，互联网、云计算、大数据、人工智能、区块链等新一代信息技术成果快速涌现，陆续进入到大规模快速实现商业转化的阶段。与此同时，在催生大批数字化企业、数字化业态、数字化应用场景的过程中，全球互联网协议流量以及全球数据量都呈现指数级增长势头。伴随着跨境数据在支持国际贸易活动、促进跨国技术合作、推动数据资源共享方面的作用愈发凸显，数据作为要素具有巨大价值已经成为国际共识，促进数据跨境流通及数字贸易，正成为推动新型全球化的新动力。

　　2022年12月19日，国务院关于构建数据基础制度更好发挥数据要素作用的意见也指出，“深化开放合作，实现互利共赢。积极参与数据跨境流动国际规则制定，探索加入区域性国际数据跨境流动制度安排。推动数据跨境流动双边多边协商，推进建立互利互惠的规则等制度安排。鼓励探索数据跨境流动与合作的新途径新模式”，加强数据跨境流动的探索，成为我国在全球数字经济发展格局中的建立优势的关键。

　　探索合法、合规、可落地的跨境数据流通技术解决方案

　　开放群岛开源社区跨境数据流通小组以助力企业合法、合规实现数据流通业务出海为目标，围绕着国内数据的出境、国外数据的入境以及第三国数据过境等领域，联合生态伙伴结合业务模式与技术能力推进合法合规可落地的技术解决方案。

　　本份白皮书集领域内行业专家、法律专家、技术专家智慧，以跨境数据流通线下合规与线上技术解决方案相结合为特色，在研究数据出境接收国及地区的法律环境分析的基础之上，探索技术手段实现跨境数据的高效流转，是跨境数据技术解决方案的首次集中展现。白皮书系统剖析了我国在数据跨境流通领域的发展现状、难点和障碍；同时，全面梳理了美国、欧盟、日本、新加坡、中国香港、中国澳门等国家和地区在数据安全保护和数据跨境流通等方面的法律法规要求，为国内从事合规的从业人员提供相关素材的参考；还重点围绕金融、医疗、汽车、物流和跨境电商等行业，探索如何利用区块链、数据网关、隐私计算等最新技术，提出推进数据高效、合规跨境流动的技术解决方案。

　　以粤港澳数据跨境为起点，参与全球数字经济浪潮

　　近年来，粤港澳大湾区在经济贸易、投资融资、科技交流合作、人员往来等多个方面都开展广泛深入的合作且成效显著。面临新时代的新情况和新任务，如何以数据跨界流动来赋能粤港澳三地间人流、物流、资金流更加精准、便利、高效、安全地流通，提升大湾区整体的经贸合作和人文交流的效率和安全性，是三地政府管理部门、企业和市场服务机构的重大任务。

　　尝试以粤港澳为样本，探索实践数据跨境流动的大湾区方案有利于我国在参与世界数据经济合作中积累经验并发挥重要作用，大湾区具有一国两制三地的中国特色，在数据跨境流通、基础制度体系建设、管理体制机制完善、标准规范和通用协议制定、数据安全流通技术应用等重大问题上先行先试，及时总结有效做法。不仅仅是大湾区三地的事情，对于中国积极主动参与国际数字贸易、世界数字经济技术合作和网络空间治理以及维护速度主权都具有十分重要的现实意义。（柯岩）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）