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）
忠诚奉献，守护万家灯火******
1月10日，是中国人民警察节。
打击犯罪、抢险救灾、抗击疫情、重大安保……人民警察总是在人民群众最需要的时刻挺身而出。
这支英勇的队伍，以忠诚担当为党的二十大胜利召开创造安全稳定的政治社会环境，以辛劳奉献谱写了“两个奥运”的平安乐章，以冲锋在前全力开展夏季治安打击整治“百日行动”……回望2022年，是一个个勇于担当、英勇无畏的“公安蓝”身影，扛起了守护平安的重任，让群众感到安全保障就在身边。
岁月写满忠诚，见证不凡历程。全国公安机关认真贯彻落实习近平总书记关于新时代公安工作重要论述、重要训词精神，深入推进“公安心向党、护航新征程”主题宣传活动，通过宣传先进典型事迹，培育和引导广大民警树立强烈的事业心和责任感、使命感，不断增强人民警察的职业认同感、荣誉感和归属感，进一步凝聚起护航新征程的磅礴力量。
以实干诠释忠诚，以奉献彰显担当。广大公安民警牢牢把握“对党忠诚、服务人民、执法公正、纪律严明”总要求，守初心、担使命，挥汗水、洒热血，为山河锦绣、国泰民安筑起铜墙铁壁。
英勇无畏，热血铸忠诚
“穿上警服，就扛起了使命”
澜沧江穿城而出，原始森林藤蔓相交……在毗邻境外毒源地“金三角”的西双版纳，移民管理警察与毒贩的战斗从未停歇。
抓捕毒贩时激烈枪战、追击堵卡中极速“飙车”、乔装打扮后深入虎穴……这是云南出入境边防检查总站西双版纳边境管理支队执法调查队副队长蔡晓东的真实工作场景。这次，他把生的希望留给了战友，把危险留给了自己。
2021年12月4日，经过前期摸排侦查，专案组决定对一起携带大量毒品入境案展开收网行动。随着3名嫌疑人进入设伏圈，专案组果断出击抓捕。
“行动！”蔡晓东率先冲出，并大声喊道：“警察，别动。”追捕中，一名疯狂逃窜的嫌疑人突然转身，枪声响起！“有枪！”蔡晓东大喊，随即护住紧随其后的战友，他腿部中枪后仍然英勇还击、继续追捕。枪声响彻山谷，蔡晓东多处中弹，他强忍疼痛拼命向前，但终因伤势过重，倒在地上，38岁的生命就此定格。
这一年的冬天，无数人记住了蔡晓东。作为长期战斗在边境缉毒一线的移民管理警察，这一次，他的照片没再打上马赛克。
缉毒之战，生死之战。在四川省凉山彝族自治州公安局禁毒缉毒支队（禁毒局）支队长（局长）周脉军的从警经历里，有不少命悬一线的故事。
一次，周脉军带队截停一辆有运毒嫌疑的货车后，司机突然摇起车窗挂上挡位，反常的举动让周脉军心里一惊，嫌疑人想要冲关逃跑！他二话不说扒上车强行开门，这时嫌疑人猛踩油门撞开了拦截的警车疯狂逃窜，周脉军挂在车门上被拖行数百米，直到车辆转弯时车速稍减，才寻机翻滚到路边草丛里，他顾不得身上的疼痛，迅即朝着车轮连开数枪逼停车辆，嫌疑人最终被抓获。
“穿上警服，就扛起了使命！”为了这份沉甸甸的责任，10年禁毒生涯的3000多个日夜里，周脉军时刻将出征的行囊放在身旁。在崎岖山路上生死追击、在深山密林中地毯式搜索巡查……周脉军清楚地记得每一次险象环生的抓捕，每一次与家人依依不舍的诀别，“只要能保一方平安，对得起身上的警服，那就值！”
人民至上，奉献护安宁
“不畏千难万险，要把安全留给群众”
“不怕牺牲，迎险而上”，这是云南省昆明市公安局治安管理支队防爆安检大队大队长贺丽远写在笔记本扉页上的话。把安全留给群众，把危险留给自己，确保每一次任务万无一失，这是排爆警察的忠诚担当，也是贺丽远24年的坚守。
“我是警察，负责防爆安检工作，和火车站、机场安检的工作一样。”2020年以前，被问及工作，贺丽远总是含糊其词，工作任务瞒了家里20多年。
20多年里，等待贺丽远的，永远是未知的挑战和危险。
一次，在昆明某超市发现爆炸物，当时正值商场人员最密集的时候，一旦发生爆炸，后果不堪设想。“豁出去了。”经过批准，贺丽远进行人工拆弹，也开始了和“死神”的博弈。他用工具刀将胶带和外包装一层层剥开，当看到里面的闹钟时，他的心提了起来——闹钟上的定时指针已被破坏，炸弹随时可能爆炸……30分钟后，炸弹成功拆除。脱下排爆服，贺丽远又是一身的汗水。此时，指挥中心传来消息，犯罪嫌疑人已被抓获，并供述了炸弹设定的爆炸时间——只剩不到10分钟。
“不畏千难万险，要把安全留给群众！”24年来，贺丽远心里始终装着群众，做到了700次涉爆任务，700次成功处置，零差错、零失误、零伤亡。
来自人民、植根人民、服务人民是人民警察的本色所在。走进福建省厦门市公安局思明分局莲前派出所，就能看到一座洁白的莲花雕塑。这是辖区群众根据派出所名字中的“莲”字设计的，莲前派出所几代民警将雕塑矗立在院子里最显眼的位置，成为警民心连心的标志。
前埔南社区是厦门市最早一批拆迁安置房、统建房聚居地，居民成分复杂。社区民警张剑牵头成立“社区关爱中心”，常态化开展亲情式、守望式、陪伴式关爱行动。民警扎根群众，把“第二张办公桌”搬到群众家门口，将警务网格与社区网格深度融合，成为群众身边最暖心的“近邻警察”。近5年来，莲前派出所共收到锦旗187面。
信仰弥坚，坚守作表率
“为了群众的利益，再苦再累都值得”
“人民警察是为群众做事、保护一方平安的崇高职业，我想加入这支光荣的队伍。”河北省沧州市公安局运河分局网安大队三级警长刘亚斌2006年1月参加公安工作，他始终不忘从警初心，忠实践行入党誓言，长期在基层一线忠诚履职、拼搏奉献，2022年5月7日因连续加班突发疾病不幸殉职。
“为了群众的利益，再苦再累都值得。”刘亚斌是这样说的，也是这样做的。面对日益突出的电信网络诈骗新型违法犯罪，刘亚斌注重在“防”上求创新、求突破，认真总结电信诈骗类型及防范措施，通过多种形式，为群众讲解预防电信诈骗知识。
在办案中，运河分局刑警大队发现，分局辖区共受理租赁公司报案50余起，被骗车辆90余辆，众多车辆被嫌疑人租赁后以低价转卖或抵押。在破获的一些案件中，嫌疑人作案时使用的车辆几乎全部来自租赁公司。刘亚斌牵头研发专门的信息系统，将辖区内的汽车租赁公司全部纳入管理范围，经过大量调查，最终连续破获了多起典型案件。
西藏自治区那曲市安多县公安局交通警察大队管辖着国道109线（青藏公路）海拔最高的181公里路段，平均海拔4800米，年均气温零下1摄氏度，最低气温可达零下40多摄氏度，年均7级以上大风天数达200余天，年均含氧量不足海平面的50%。“一路走四季，十里不同天”“风吹石头跑、氧气吃不饱、夏季穿棉袄”是安多交警工作环境的真实写照。
面对高寒缺氧极端恶劣的工作环境，安多县交警大队全体民辅警坚守岗位，克服困难，用心用力用情做好指挥交通、维修故障车、救助群众、铲冰除雪等每一项工作。2017年以来，交警大队在109国道累计成功救助了2000余名困难群众，收到群众寄来的锦旗、感谢信800余封（件）。
扎根一线、恪尽职守，不怕牺牲、顽强拼搏，人民警察这支英勇的队伍涌现出一大批顽强拼搏、忘我奉献的英雄模范，有太多名字值得我们铭记。
训词牢记于心，擎旗接续奋斗。在新的历史起点上，广大公安民警以先进典型为榜样，把学习宣传贯彻党的二十大精神转化为忠诚履行新时代公安机关使命任务的强大动力，忠实履行好党和人民赋予的新时代使命任务，为保护人民群众生命财产安全、守护万家灯火而不懈奋斗。（本报记者 魏哲哲）
