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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）

Keep奖牌，治好了我的精神内耗******

　　如何告别2022？或许可以选择一场酣畅淋漓的跑步；如果不够，那就再奖励自己一块高颜值的奖牌。

　　近日，杭州女孩小沈用整整一面奖牌墙来告别2022年，这一独特的年终总结方式引发了网友们的热烈讨论，#女生一年参加百场长跑赢一墙奖牌#一度成为了微博热搜话题。

　　小沈在接受采访时表示，自己最初是因为获得可爱的奖牌入坑跑步，不知不觉一年参加了上百场跑步赛事，于是在与朋友的跨年局里用一面满目琳琅的奖牌墙来展示自己一年来跑下的“江山”，希望借助奖牌来鼓励自己再接再厉。

　　这面奖牌墙让很多年轻网友高呼“羡慕”，这种自律的运动习惯也让小沈收获了健康和自信。

　　小沈是热爱奖牌的年轻人的一个缩影。近年来，奖牌吸引了众多拥趸，参加线上赛事也逐渐成为年轻人们的生活方式之一。我们不禁好奇，这枚小小的奖牌，到底有什么魔力，可以如此风靡？

　　用自律对抗情绪内耗

　　精神焦虑，或许是当代年轻人的现状，既不想躺平，又觉得卷不动。想要摆脱这种状态的年轻人，选择用自律来对抗情绪焦虑。

　　刚迈过30岁门槛的小鹿，工作忙，压力大，还要面临择偶、催婚等难题，焦虑是不可避免的。但小鹿在与压力正面刚的过程中逐渐与自己和解，跑步成为了她自洽道路上重要的调节器，养成自律的习惯后，她的情绪也越来越稳定。

　　一场酣畅淋漓的线上跑，一块高颜值的奖牌，就能让小鹿摆脱丧的情绪，重新恢复元气。现在，参与线上跑已经成为了小鹿日常生活的一部分，而她也越来越清晰地感受到，获得奖牌除了获得激励外，这个过程也是强化自我认知的过程，“想要获得奖励与荣誉，就需要自己努力，那块奖牌不仅代表着汗水，还代表了我拥有独立完成挑战的能力，独立会给女孩子更多底气和信心。”

　　越来越多的用户开始被一块小小的奖牌治愈。在他们看来，跑一块奖牌背后是自己寻求自我认同的过程，也是个人魅力和能力的表达。“奖牌对我的意义，是战胜惰性运动起来的态度转变象征。通过阶段性运动激励，让我不断与更好的自己相遇”，有奖牌深度用户表示，“每一个小小的奖牌，都是自己为一个目标努力过的见证，是发现另一个自己的钥匙。”

　　用奖牌唤醒运动激情

　　刘小土依然清晰地记得她第一次把“最佳女主角”的奖杯送到闺蜜手里后，对方满心欢喜的模样。彼时，刚失业的闺蜜陷入了对生活的迷茫中，刘小土希望用一个寓意“爱自己”的奖杯，来让闺蜜找到生活的锚点。

　　这是今年6月某知名运动平台发起的一项线上竞走赛事，参与者报名并完成5.25公里跑步后，会获得一个实体奖杯作为鼓励。谐音“我爱我”的里程，瞬间让刘小土产生了兴趣。

　　去年年底，刘小土第一次接触到Keep线上跑，这种基于传统马拉松比赛延伸出来的活动，可以通过线上报名，参与行走、跑步、骑行等多种形式的挑战，完赛后还可以获得各种创意主题活动的专属系列奖牌，有趣的奖励立马就吸引了喜欢运动的她。为了让职场不顺利的闺蜜也加强运动，她还带着闺蜜一起参与了“库洛米”与“美乐蒂”挑战赛，希望通过这种方式来让闺蜜走出阴霾。

　　运动底子差的闺蜜也被可爱的奖牌唤醒了运动热情，现在，两个人经常相约打卡线上挑战赛，运动让她们感受到了生活中的闪光瞬间，也让她们相信“尽情奔跑，前路有光”。

　　像刘小土这样因为线上赛背后的寓意以及实体奖牌的激励而入坑的年轻人并不少见，据公开页面统计，目前每个季度都有超过200万用户报名Keep的线上系列跑。而在社交平台上，可以看到有大量用户在晒单和展示，小红书上甚至有用户晒出了整整一屏的奖牌。

　　在Keep运动研究院资深研究员海东看来，奖牌可以缓解运动本身的延迟满足感，这一实体奖励会激发用户的运动热情，“首先，在玩法上，Keep奖牌展示给用户的是确定的IP，与潮玩主力产品盲盒存在非常大的不同；其次，Keep奖牌的获得，并非下单即可得，用户必须完成自己报名的比赛才能收到奖牌——既是对完赛用户的价值肯定，也能够激励大家真正运动起来。”

　　对于一些徘徊在运动门口的人来说，奖牌的吸引力无疑是一个巨大的助推。很多用户在社交平台表示，因为奖牌降低了运动门槛以及其社交属性，而积极加入到运动中。网友们纷纷表示拿到漂亮的奖牌是对自己的激励，可以“愉悦身心、有仪式感”。同时，奖牌背后也不乏动人的故事，从体育生为女朋友跑大耳狗奖牌，到拉着闺蜜跑库洛米、美乐蒂奖牌，奖牌也见证了很多用户情谊的沉淀。

　　脚步与爱同行

　　2016年4月16日，Keep上线了第一场奖牌跑。经历过6年时间后，Keep不仅上线了大耳狗云漫跑、库洛米美乐蒂见习爱神心动线上跑等IP赛事，也推出了关注当代人情绪压力的“治愈系列”、关注非物质文化遗产传承的“非遗系列”、关注女性成长的女性主题赛事……覆盖的人群也从专业跑者扩散到小白用户，希望用多样化的赛事给予用户丰富有趣的体验。

　　根据Keep赛事运营负责人白璐透露，Keep线上赛事在运营过程中，会不断分析用户画像，在做了大量调研后，根据用户的深层次需求，找到与用户强连接的认知主题，帮助用户实现自我激励与自我认同。

　　另一方面，官方也在不断发掘奖牌在自我激励之外的价值，奖牌的社会价值也得到了用户与行业的肯定。

　　今年四月，Keep联合美团单车发起的“比心地球”低碳骑行赛，呼吁大家选择减脂又减碳的单车出行，让地球好好呼吸。这种既可以通过挑战获得精美奖牌与限量周边，又可以增强全社会低碳生活意识，助力保护地球生态环境的骑行赛事，吸引了大量年轻人参与。

　　关于线上赛事与公益的结合，Keep一直在进行多方探索。12月初，Keep联合中国青年报社发起了一场名为“小手套公益挑战赛”的线上赛事。在2023年1月31日之前，每位用户通过任意运动，累计消耗200大卡热量即为完赛。每一位用户完成挑战后，Keep都将向中国青少年发展基金会捐出20元用于购买保暖物资，为有需要的农村小学儿童送上冬季温暖。

　　Keep线上赛事已经呈现出了多元的社会价值，除了这种公益的赛事外，它还拓展了赛事的文化内涵。

　　比如，为了吸引更多年轻人加深对传统文化的了解，为保护传统文化贡献自己的力量，Keep在2021年10月上线了非遗系列的线上赛事。该系列赛事的奖牌以皮影戏、花丝、运锦、剪纸、苏绣等10多种非遗元素为主题，让用户在跑步中感受不同非遗元素蕴含的美。

　　Keep线上赛事运营人员表示，通过在赛事中融入非遗元素，可以让这些看起来离生活有一定距离的传统文化融入年轻人的生活中去，传承的并非仅仅是一个符号而是日常生活中的小确幸，“拉近距离才能更好地进行保护和传承。”该运营人员说道。

　　据Keep线上赛事运营负责人白璐介绍，未来Keep线上赛事的公益探索还将持续进行，“Keep希望通过线上赛事，尝试更多公益的参与形式，让用户的脚步与爱同行”。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）