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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）

Z世代助力海派民乐燃放中国自信******

　　作者：姜　方

　　不久前的B站《2023年跨年晚会最美的夜》，由“上美影宇宙”带来的节目《中国人不蹦洋迪》冲上微博热搜，仅在B站点击量就破百万。节目以《大闹天宫》动画开场，伴随嘹亮的唢呐声，场上奏起佤族民歌，融入电音的传统乐器燃情合奏，加上还原《大闹天宫》《哪吒闹海》《牧童》《葫芦兄弟》等“上海出品”动画画面，令不少网友叹为观止。“《天庭蹦迪》《大圣打碟》我愿称作全场最佳”“指挥：托塔李天王”“神仙蹦迪现场”……年轻网友在B站弹幕里，表达了他们对中国动画和创意民乐的认同。

　　卡塔尔世界杯期间，自得琴社创制的世界杯主题曲视频在海内外视频平台获得了数十万网友点赞。 （自得琴社供图）

　　眼下，越来越多来自Z世代的创意与活力，助力古老民乐在不断更新中燃放文化自信。去年卡塔尔世界杯举行期间，活跃在上海的民乐团体自得琴社创制的世界杯主题曲视频，在海内外视频平台获得了数十万网友的点赞。“知识与趣味并重！看了视频，我迫不及待地想去学古琴了！”外国网友GaiaMiranda这则英文留言，是中国文化对外吸引力的有力证明。

　　“自得琴社的演奏视频之所以受到海内外观众欢迎，是因为他们把中国文化和美学视觉结合得很棒。中外观众不仅可以聆听民乐，还能欣赏中国服装和历史，这对中华文化的对外推广起到有益作用。”多年来致力于民乐“破圈”的唢呐演奏家胡晨韵表示，正是大家一起守正创新，中国民乐不断发展和与时俱进，“有更多人发自内心地喜欢上了中国民族乐器，也有越来越多的外国人愿意来学习演奏民乐”。

　　最古老也最新潮的民乐正在走向世界

　　如果说几年前的中国国乐，还是业内人士口中“小众艺术里的小众艺术”，那么近年来归功于国乐人的共同努力，国乐正在逐渐成为一种大众艺术，不仅获得了国内受众的追捧，也在海外产生了很大的影响力，向世界展示中国文化自信。

　　以成员为Z世代居多的自得琴社为例，他们紧跟卡塔尔世界杯这一全球潮流热点，身着中国传统服饰，演奏1998年世界杯主题曲《生命之杯》。视频中既有笛子、唢呐等中国传统乐器，也有非洲鼓、箱鼓等外国乐器，中西乐器交流碰撞出热烈的音符，与世界足球盛会的氛围相契合，中国人的热情好客迎面而来。在国内视频号和海外视频平台YouTube，来自世界多地的网友们，用不同的语言表达了对中国文化的喜爱。海外网友Waterlow56说：“绝对的天才创意！如此有趣，我看了觉得很快乐。”

　　“自得琴社的这支音乐视频风格生动活泼，成员们用了一些比较夸张的动作、俏皮的表情，可以拉近和世界观众的距离；1998年世界杯主题曲《生命之杯》的旋律，也为全球观众所熟悉，用音乐艺术的方式进行传播，突破了语言的限制，让包括民乐在内的中国古老的传统文化，以最潮的方式走向了世界。”上海外国语大学新闻传播学院教授蔡盈洲在接受记者采访时说。

　　在海外视频平台YouTube上，自得琴社发布的视频累计观看量接近9000万次。2019年改编自国漫《秦时明月》的《空山鸟语》，是自得琴社第一支搭配装束复原的视频，此后自得琴社一直延续“古装配古琴”的模式，改编着他们喜欢的传统名曲和现代音乐。最近几年，从《长安十二时辰幻想曲》、巴赫《G弦上的咏叹调》，到《哈利·波特》主题曲、《愤怒的小鸟》，再到最近的《生命之杯》，自得琴社的视频持续“破圈”，不断引起海内外网友的关注和讨论。

　　“根据不同的音乐背景，演员们的每一套服饰几乎都有参考文献，一针一线都十分考究。而在音乐编配上，我们会基于自身乐队配置和民乐特点进行创意改编，没有太明确的条条框框和限制。”自得琴社社长朱里钺告诉记者，成员们平时自己也爱踢球，所以自然而然地想到了改编《生命之杯》这首歌曲。“传统文化的创新，离不开Z世代自发的兴趣和爱好，离不开对世界文化的博采众长，离不开对中国文化发自内心的自信与认同。”朱里钺说。

　　在学者看来，中华优秀传统文化的传播要充分体现时代性，利用短视频等新媒体技术形式，通过对世界经典名曲的二次创作、中西合璧的民乐原创作品等方式，让底蕴深厚的传统文化以更新潮、更能引起全世界人民共情的方式走向全球；着重发掘和培养更多像自得琴社一样，能够发挥明星效应，对外推广我国传统文化、促进国际文化交流的艺人团体。

　　破次元引领属于未来的审美潮流

　　去年，唢呐演奏家胡晨韵举行了一场“吹破次元”的民乐音乐会。《青鸟》《灌篮高手》《好想大声说爱你》等动漫曲目，承载着不少80后90后的青春回忆，很多人带着娃前来听音乐会，大家挥舞着凯迪拉克·上海音乐厅贴心准备好的荧光棒，发出“爷青回”的呐喊。

　　这场音乐会突出大众性和普及性，名为“吹破次元”，就是希望通过高质量的现场，把很多没有来过音乐厅、没有听过民族音乐会的人引入剧场。“不能光是我们几个演奏专家把民乐给提升上去，那样民乐的路反而会走得很窄。”在胡晨韵看来，不少“网红”国乐UP主也并非专业出身的国乐演奏者，“但年轻人喜欢这种潮的感觉，就是好事儿”。

　　其实，国风音乐的风格和表演方式可以无拘无束。以这场“吹破次元”音乐会为例，上海音乐厅迎来了自1930年建厅92年以来，第一个登台的虚拟艺人——冷鸢yousa，她的歌声和胡晨韵的唢呐伴奏，交织成国风作品《大喜》的激烈火花。音乐会上还有跨国合作，胡晨韵连线了《大鱼海棠》音乐制作人吉田潔，他在当地录制了钢琴，而胡晨韵用电吹管吹出了尺八的音色。更不必说国漫音乐中，中西乐器的对话与对撞，比如《暗影刺客》（《刺客伍六七》主题曲），琵琶大段SOLO和摇滚乐队相结合；《心猿归正》（《一人之下》第三季片尾曲），中国戏曲和流行FUNK节奏相结合，请了乐团的琵琶演奏家玩儿放克。

　　“以前是外国人穿着晚礼服去听交响乐，现在有越来越多的中国年轻人，心怀对传统文化的热爱，穿着中国传统服饰来看我们的音乐会，这就是文化自信的具象体现。”就像朱里钺所说，越来越时髦的中国民乐，吸引了越来越多的年轻受众，能够引领属于未来的审美潮流。（姜方）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）