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）
微治理赋能老城区焕发新活力******
微治理赋能老城区焕发新活力
——江苏南京玄武区以党建引领社区治理获实效
光明日报记者 苏雁 光明日报见习记者 李健
初冬，记者走进江苏省南京市玄武区孝陵卫街道双拜巷151号小区，只见一幢幢楼房外立面崭新平整，干净的沥青路上标线清晰，非机动车在车棚里停放有序，配电箱和下水井盖彩绘一新，休闲小广场上老人和孩子们怡然自得，到处洋溢着幸福安乐的气氛。“以前小区环境脏乱差，一进小区就心烦意乱。现在小区井井有条，有一种家的温馨。”家住双拜巷151号小区的周亚玲笑着说。
这是近年来南京市玄武区老旧小区改造的一个缩影。自2020年《国务院办公厅关于全面推进城镇老旧小区改造工作的指导意见》印发以来，南京市玄武区在加快推进城镇老旧小区改造的基础上，致力于推动国企物业全面托底，破解老旧小区治理难题。江苏省委党校党史党建教研部副主任、教授周延胜表示，在特大城市中心城区通过党建引领基层治理，玄武区的做法无疑是非常有益的探索。
瞄准基层治理难点，变“管字当头”为“服务为先”
小区是基层治理的重要单元，也是服务群众的前沿阵地。家住樱驼花园颂和园小区的许文花说：“以前，我丢过三辆自行车。现在保安每天在社区分时段巡视，大家的安全感满满的。”
记者看到，在颂和园小区每个楼栋单元里都有一张醒目的公告牌，上面有生活管家、红色管家、网格员、物业经理的联系信息及服务承诺，还有24小时的物业服务电话。居民们纷纷点赞小区的变化。
“作为江苏省省会城市的中心城区，玄武区人口密度大、外来人口多，566个居民小区中，有437个是老旧小区，其中还有40%左右是零散小区。”南京市玄武区委书记闵一峰在“党建引领基层治理玄武实践观摩点评会”上介绍说。
闵一峰表示，城区建设起步早、基层治理难点多，老旧小区存在物业管理缺失、矛盾纠纷多发易发、居民自治意识不强等问题，严重影响居民的生活品质和幸福满意度。如何以党建强基固本、为治理赋能增效，是玄武区委、区政府一直积极探索、努力解决的关键问题。
2020年7月，玄武区委、区政府明确由城建集团专门负责老城更新和新城开发。在精塑城区面貌的同时，主动响应民生诉求，成立下属百子物业公司，打造“百子红”党建品牌，扛起了无物业老旧小区托管的重任。
变“管字当头”为“服务为先”。国企物业将传统观念中的管理对象变为服务对象，进而动员服务对象成为共治力量，不断巩固基层治理基础、夯实基层治理底板。两年多来，百子物业托管老旧小区达到268个（包括封闭小区52个、零散小区216个），服务面积超470万平方米，惠及居民超6万户。
围绕“人”的融合，创新联合联动的治理机制
江苏省社会科学院社会学研究所所长、二级研究员张卫表示：“以党建工作的全覆盖提升物业服务的品质，创新联合联动的机制，实现了物业管理与社区治理的融合，网格化和数字化的融合，玄武区在破解老旧小区治理难题上形成了可贵的经验。”
西家大塘16-44号小区是百子物业首批托管的老旧小区，从“接得住”到“管得好”，最显著的变化就是党建引领下的融合共治。围绕“人”的融合，玄武区实施“双向进入、交叉任职”。一方面，由社区书记担任物业分公司党建指导员，做实做细企业党建，为物业管理注入“红色动能”；另一方面，由物业分公司经理担任社区大党委兼职委员，延伸管理服务触角，充分整合辖区资源。
走进大树根小区的公共活动空间，在议事角贴着一张议事结果公示：“2022年5月23日下午，百子物业第二党小组联合社区组织大树根项目部红色管家（党员志愿者）召开民主议事会，就开展垃圾分类工作听取群众意见，针对存在矛盾问题民主商议，共同制定化解矛盾的方法，及时有效地解答群众的疑惑。”
这是玄武区在推进基层治理过程中形成的一个创新机制。联席会议制度是由社区党组织牵头物业、管委会（业委会）共同协调解决物业服务及小区治理难题的重要制度，原则上每月召开一次。如有特殊情况，可以“一事一议”。
从电梯加装到路灯更换，从车棚改造到治安管理，从车位供给到环境绿化……联席会议制度真正让居民从看客变主人，热心参与到小区治理之中，形成了“大家的事大家商量着办”的良好氛围。
除此之外，小区里还活跃着一支由网格党支部书记、党员楼栋长等组成的“红色管家”队伍，他们轮流坐班，收集社情民意、解决群众诉求。“网格巡查、垃圾分类、疫情防控、调解纠纷、参与议事，可以说，就没有‘红色管家’不管的事儿。”大树根小区红色管家张顺宝自豪地说。
舒适宜居的生活环境，离不开用心周到的服务
雍园41号小区作为老旧小区，居民60%以上都是老年人，如何关爱老年人群体成为小区改造关注的重点。
“一楼住户有补贴，凭什么我们二楼住户就没有呢？”“电梯建成后影响采光怎么办？”在居民议事会上，大家你一言我一语，充分表达自己的意愿。为了方便老年人上下楼，社区党组织牵头召开近10场居民议事会，邀请物业前置介入，充分吸收群众意见，量身定制加装电梯方案。社区与物业共同配合，挨家挨户上门解释沟通，党员骨干不仅带头签署协议，还积极动员身边群众，最终实现了小区13个单元全覆盖加装电梯。
不仅如此，雍园41号小区还引入智慧物业平台。小区物业负责人指着显示屏向记者介绍：“通过监控系统，可以对小区各处有一个整体把握。通过人脸识别，我们可以实时关注老年人的生活动态，如果他（她）24小时没出门，我们就会上门去问候并了解相关情况。”
记者走访的每个小区都设置了“微服务角”，每周定期向居民免费提供理发、法律咨询、健康体检和上门助洁等服务。
老旧小区改造赢得了居民们的交口称赞，大大提升了幸福感和满意度。张顺宝感慨：“这两年，我们老百姓感受到了小区服务和氛围翻天覆地的变化。”
《光明日报》（ 2023年01月06日 03版）
