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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）

武警广西总队柳州支队：持续保持访谈式教育课“热能”******

　　武警广西总队柳州支队特战队员正在进行捕歼战斗演练。图为特战队员沿河堤快速追击。

　　身边的典型看得见，平凡的榜样学得了

　　今年年初，武警广西总队柳州支队执勤六中队驻地附近突发山林大火。趁着风势，过火面积迅速扩大。山林植被茂密，火势不断蔓延，形势十分紧急。

　　“队长，让我上吧！”二级上士孔令杰主动请缨，带领几名战友，拿着镰刀和扑火工具，奔向失火现场。

　　山势陡峭，风向不定，稍有不慎，就会被困在火中。孔令杰带领大家顶着呛鼻的浓烟，成功开出了一条隔离带，控制住了火势。但这一仗，也在孔令杰和战友们的身上留下了一块块特殊的印记。

　　在支队访谈教育课上，孔令杰作为受邀嘉宾把这个故事分享给了大家。

　　“我没想到，这个当初让我‘拼了命’想要逃离的大山，现在却成了我愿意用生命守护的地方。”授课现场，战友们的思绪随着孔令杰的讲述，一起回到了9年前。

　　执勤六中队营区地处湖南和广西两省交界处，群山环抱、密林丛生，不但距离市区远，而且大多是山间小路，曲折环绕、崎岖不平。

　　新兵下队，刚坐上驶向营区的大巴车，孔令杰就有些后悔。从市区出发，车越走越远，路越走越偏。抵达中队时已是深夜，看见营门口灯光下戒备森严的哨兵，孔令杰突然觉得“像只小鸟被装进笼子”。

　　面对无尽的大山和陌生的环境，孔令杰一时难以适应，丝毫没有了入伍前的豪情壮志。

　　孔令杰的转变，源自他的班长、一级上士胡灵。

　　那天，胡灵带着孔令杰来到巡逻区，在离中队最远的一个哨位前停下脚步。“这个哨位被战友们称为‘苗山红哨’，它距离山下一共有303级台阶，是中队最艰苦的一个哨位。这个哨位上站的全是党员，从没有发生过一次意外！”胡灵给孔令杰讲完哨位的故事，语重心长地说：“历代官兵用心守护的库区，现在传承到了我们手里，我们有什么理由不守好？”

　　接着，胡灵又将自己一路成长的故事讲给孔令杰，让他深受触动。

　　胡灵新兵刚下队时，中队环境较差，做饭主要靠烧柴。于是，完成巡逻任务之余，官兵们还多了一项特殊的任务——上山砍柴，然后背回中队晒干劈好、堆放整齐，保障大家能吃上热乎的饭菜。

　　大山里落后的生活条件与城市繁华的景象显得格格不入，但胡灵牢牢记住指导员讲的一句话：“正是因为有了山这边的安全，才有了山那头的万家灯火！”

　　怎样的军旅才算精彩？是风平浪静一路顺风顺水，还是历经风雨收获成长？那天回来，回味着班长讲的故事，咀嚼着班长说的每一句话，孔令杰的心中有了答案：“既然来到这里，那就要成为这里光荣的一份子！”

　　“面对日复一日的巡逻工作，你有想过换岗工作吗？”“在大山里夜间巡逻时，你害怕吗？”“你印象最深刻的事情是什么？”……随着访谈的深入，台上台下交流得越来越热烈。

　　“思想教育是围绕人做工作的，一堂好的思想政治教育课能直抵心灵，引人共鸣。”在现场观摩的一位支队领导有感而发。

　　从“想让官兵知道”到“官兵想知道”，一字之变反映的是教育理念的变化。一堂课只有听者想追问，才会有亮点，才能紧紧抓住官兵的心。

　　孔令杰和战友们每两个小时就要围绕库区进行一次巡逻，每天24小时不间断。当平凡的工作被具象后，在场的许多战友都向孔令杰投去了敬佩的目光。

　　身边的典型看得见，平凡的榜样学得了。现场的官兵普遍反映：“这样的身边人接地气，这样的身边事摸得着，我们喜欢听，也喜欢学！”

　　武警广西总队柳州支队融安中队政治指导员赵浩钧（中）和新兵谈心。

　　有血有肉的教育课，更能打动兵心

　　访谈教育课上，让官兵印象深刻的不只有孔令杰，还有特战中队指导员张毅文。他的一番深情讲述，将教育课推向高潮。

　　仲夏时节，热浪滚滚。密林之中，武警广西总队第二季度“魔鬼周”极限训练正在紧张进行，张毅文带领官兵一次又一次冲击着自己的极限。

　　10公里武装奔袭，特战队员们要负重30公斤。此前，他们已经连续进行了5天的高强度训练，大家双腿如灌了铅似的，每迈一步都那么难熬。加上那几天持续高温，不少特战队员身体都出现不适现象。

　　说起当时的情景，特战队员全智尧的表现让张毅文记忆犹新。由于个头比较矮小，很多课目对他来说比较吃力，在转移模拟人时，全智尧的手不慎受伤，鲜血直流。

　　考虑到武装奔袭后，全智尧还要进行狙击课目比武，张毅文便想帮他拿枪，没想到遭到了全智尧的拒绝：“如果一名狙击手连自己手中的武器都拿不稳，那他将没有存在的意义！”

　　全智尧的话给了张毅文很大鼓舞和触动。张毅文在队伍前后来回奔跑，将全智尧这句话传递给每一位官兵。

　　“只有在训练场上多流汗，才能在战场少流血，多胜算！”配合着情景剧，张毅文向战友们讲述着他带领中队官兵不断追梦、圆梦的故事。一个个血性突击的故事，如响鼓重锤，在官兵心头回响。

　　访谈教育课上，被邀请的先进典型都和张毅文一样，来自基层一线。他们中，有关键时刻挺身而出救助受伤群众的英雄，也有奋战抗洪清淤一线的党员代表，还有坚守岗位默默奉献的普通一兵……

　　“对于官兵而言，一个个‘张毅文’就是一面面打赢旗帜，引领着官兵吹响战斗的号角。”该支队领导说，坚定官兵信仰，教育官兵心向战场，是访谈教育课的初衷。事实证明，有血有肉的教育课，更能打动兵心。

　　狙击手杜金浩入伍前，特别爱看影片《红海行动》，他的梦想就是成为像电影中顾顺一样又酷又飒的狙击手。

　　去年，杜金浩在特战选拔中脱颖而出，如愿成为一名特战狙击手。他说：“相比于电影里的艺术塑造，我现在的目标更明确了——要像张毅文指导员那样，勇敢追梦！”

　　“讲故事，胜于讲道理。只有不断拉近听者与讲者之间的距离，想方设法吸引官兵‘流量’，才能让受教育者在潜移默化中受到感染。”该支队领导说，从“一人唱好一台戏”到“众人共烹一桌席”，近年来，他们一直致力于改进思想政治教育的呈现形式，创新推进战斗现场话战斗、身教示范教品行、多人共授一堂课等教育模式。

　　唱响教育主旋律，呼唤更多新创举

　　现场观摩这堂访谈式教育课后，该支队警勤中队指导员黄宇立最大的感受是：“教育创新要在遵循规律的基础上大胆变革、推陈出新，既要注重外在形式，又不能偏离塑造正确价值观的主线。否则，只会陷入模式化、概念化。”

　　曾几何时，黄宇立一度苦恼该如何提高教育质量，让授课效果更好。每次备课，他都挑灯夜战，到处搜集素材和资料，可最终还是收效甚微——

　　台下官兵不是“你滔滔不绝，我没有感觉”，就是“你有你的大道理，我有我的小确幸”，或者“讲得挺有道理，但和我的实际生活还有距离”……

　　受访谈式教育的启发，前不久，在一堂有关“如何预防手机失泄密”的教育课上，黄宇立另辟蹊径。为增强课堂的互动性，他邀请一级上士陈龙生为大家演示手机失泄密场景。

　　陈龙生曾连续两年获得总队通信专业比武第一名。在演示和互动环节，他通过电脑向一部手机发送了一个被伪装成游戏链接的木马程序。随后，这部手机上几乎所有的信息便在电脑上一览无余。官兵们惊叹之余，纷纷感慨：“以前，这种情节只听别人讲过，还真没亲眼见过，原来手机失泄密离我们真不远！”

　　小张作为中队文书，需要经常统计许多信息。为了图便利，他曾想出一个“妙招”，在微信里发布通知后，很快再选择“撤回”，他认为这样既能快速下发通知，又没有留下什么痕迹，一举两得。

　　“幸好自己当时没有这么做！想想真是后怕！”课后谈论环节，小张心有余悸，不但及时检讨反思了自己的错误想法，还和大家讲述了正确使用微信、依法严守保密规定的重要性。

　　思维一变天地宽，丰富的授课方式能大大提高课堂的活跃度。该支队政治工作部主任杨侃认为，在这个知识大爆炸、观念大融合、文化大交融的时代，教育不再只是一堂课，而是一个“生态圈”，既要做到与时俱进，又不能出现本末倒置，既要做到“百花齐放”，又不可过于“标新立异”。

　　不久前，红瑶族历史上第一位女企业家陈英花，身穿瑶族盛装，将自己亲手绣的党旗送到了融水中队。与她一起同行的还有10多名瑶族群众，她们都是历届“武警红瑶春蕾女童班”毕业的学生。

　　为了进一步让新兵了解驻地文化和乡土人情，激发官兵献身岗位的使命感和责任感，融水中队指导员林远峰以党日活动的形式开展了一次访谈教育课。课上，林远峰特地邀请了当地苗族芦笙队队员和红瑶群众一起来到中队，和官兵面对面交流。

　　过去，由于祖祖辈辈奉行“狗不耕田，女不读书”的陋习，一代代红瑶女孩被隔绝在深山之中。为了让更多红瑶女孩学到知识，该支队一茬茬官兵自发捐款建起“武警红瑶春蕾女童班”。30多年来，近600名红瑶女孩从学校毕业，走向外面的世界。

　　“因为有了‘红瑶春蕾女童班’，我才有机会接触外面的世界，才有了走出大山的动力，有了创业的勇气。”陈英花和在场官兵谈起了自己的成长经历。听着陈英花的创业故事，官兵们对“红瑶春蕾女童班”的理解更加深刻，“我们的一点爱心，可能会改变几代人的命运。”

　　上等兵杨宏来自云南大理，从参与驻地扶贫活动到见证驻地村庄发展变化，他深有感触地说：“这里和我的家乡一样，都在大山之中，没有什么能比看着自己‘家乡’的变化更让人振奋，我会更加努力守护驻地的安宁！”

　　从教育方式创新到教育理念革新，从优质课程打造到人才队伍建设，该支队以访谈式教育课为契机，逐步打开了新时代思想政治教育的新路子，产生了耐人寻味的“溢出效应”。

　　武警广西总队柳州支队开展访谈式教育课，特战中队指导员张毅文作为访谈嘉宾，和大家分享自己的奋斗故事。

　　好教育当念“真字诀”

　　■王 旭

　　全军思想政治教育工作会议和全军思想政治教育创新集训以来，各级加紧构建新时代思想政治教育体系，不断深耕新作，推进重构重塑。举凡各种创新之变、破立之举，莫过于念好一个“真字诀”。

　　真对接官兵。搞教育不是搞“空中楼阁”，说到底还是做人的工作，在教育“供给侧”上，要牢牢地让“供给端”精准对接“需求端”，守正创新使教育直抵官兵心灵。反观我们现在，一些单位领导嘴上喊着教育革新，但干的仍然是单向度“输出”的工作，没有针对性，也不讲因地制宜，一些标新立异、大道理朗朗上口而战士并不喜欢听的课被推为样板，让教育陷入一潭死水。

　　真发动官兵。思想政治教育创新，根本在于铸魂育人，关键在于发动好官兵。在教育中，不妨改“一言堂”为“众筹式”，一方面坚持领导带头，发动各级各岗位助力，另一方面把受教育者纳入教育“链路”，让他们真评教，甚至反哺教育资源库，真正形成“大教育圈”，让教学相长、人人受益。

　　真转变形式。哲学上，关于内容与形式的争执永无止境，但在教育上，好的教育方式方法与好的教育内容同样重要，永远都是好课的题中应有之义。随着时代发展变迁，网生代官兵渐成主流，如果不能通过好的载体、形式、方法，第一时间撬动他们的心灵，就很难让教育课入脑入心。只有不断总结创新方式方法，适应新的形势任务、新的部队实际，不断改进教育形式，才能确保思想政治教育走深走实。

　　（余海洋、张亚博摄）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）