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）

数字藏品“破圈” 银行业数字化转型提速******

　　1月16日，中国银联推出的“用银联 纳百福”系列数字藏品(第三期)开通线上申领。该系列数字藏品用100句祝福绘成100张“福”字帖，前两期一经上线就受到众多用户青睐。近年来，已有多家机构布局数字藏品赛道，助力银行业数字化转型，探索银行与客户交互的新途径。

　　探索新形式

　　1月16日，中国银联推出的“用银联 纳百福”系列数字藏品(第三期)开通线上申领。该系列数字藏品活动，通过区块链技术，将“福”字制成数字藏品，每一份数字“福”字在银联区块链上形成唯一标识，可永久存证。该系列藏品用100句祝福，绘成100张“福”字帖，每款“福”字发行1万份数字藏品，每位用户每款“福”字限领1份。

　　该藏品分别于1月5日、1月11日、1月16日、1月21日进行四期发行。本期发行量为20款，共20万份。就前两期发行情况而言，该系列数字藏品相当火爆，在1月11日10时上线的30万份“福”字，截至1月12日下午已被全部领完。

　　此外，中国银联1月9日还推出“五兔迎春”数字藏品，分别以航天、海陆丝绸之路、农业、工业、体育为主题设计了五个不同的兔子形象。

　　近年来，金融机构纷纷布局数字藏品赛道，并以新奇的形式成功“破圈”。中国银行在第五届进博会期间，限时发行3款特色数字藏品，并结合3D互动带来立体化的数字珍藏体验。

　　除参与数字藏品发行外，部分银行还深耕数字藏品的保存、分享、使用等功能。例如，工行发布的手机银行8.0版本中，在首页添加“数字藏品馆”专栏，还将通过活动抽奖、任务触发、限时领取等多种形式不定期限量发行数字藏品，用户可领取、查看和使用工行发行的数字藏品，并将数字藏品用于头像，塑造独一无二的数字形象。

　　助力数字化转型

　　据中国证券报记者不完全统计，2022年以来，已有工商银行、农业银行、百信银行等十多家金融机构推出数字藏品。在分析人士看来，当前银行业正处于深度转型的进程之中，借助此类形式能够顺应市场关注热点，拓展品牌影响力，也能在打造多元金融生态方面作出创新。金融机构通过发行数字藏品，在提升用户活跃度的同时，也有助于促进数字金融业务的发展，丰富产品与服务种类。

　　例如，此次中国银联推出的“用银联 纳百福”数字藏品就需要用户下载云闪付App才可申领，参与部分活动还需要进行注册和绑定银行卡实名认证，这都有利于数字金融业务的推广。此外，在该活动中，还包含了信用卡分期免息、消费支付返现等福利。

　　中国银行也表示，对元宇宙产品的创新是中国银行顺应数字经济发展、构建数字金融的全新探索，中国银行也将始终秉承“融通世界 造福社会”使命，持续推进“金融+科技+场景”转型发展。

　　“目前数字藏品被年轻人广泛关注，既新颖又有热度，并具备成本低且自带礼品的属性，是银行与客户交互的新途径和桥梁。”博通分析金融行业资深分析师王蓬博称，另外，数字藏品属于数字科技范畴，从推动自身数字化转型的角度来看，银行也会积极布局该赛道。

　　坚持与实体价值对应

　　不少业内人士认为，目前银行业推出的数字藏品主要还是以营销宣传为主，未来可进一步加强数字藏品在多种金融场景中的运用。

　　易观分析金融行业高级分析师苏筱芮表示，可将数字藏品与银行传统业务进行融合，赋予传统业务新的生机与活力，在巩固客户、打造银行多元生态方面做出创新改进。

　　东北证券传媒行业首席分析师宋雨翔认为，未来数字藏品产业的核心可聚焦在平台端。“平台直达终端客户，具有用户运营优势，再通过转赠交易等玩法增加用户参与黏性，获取收益。”

　　此外，在数字藏品“去金融化”的基调上，银行要避免夸大宣传，并引导客户理性收藏。对合作的第三方平台进行资质审核，避免数字藏品出现金融化、证券化等乱象，避免在二次转卖中引发金融风险。

　　渤海银行副行长、首席风险管理官赵志宏曾撰文表示，数字藏品经营中，对风险乱象的有力防范、对监管合规的及时落实是至为重要的。数字藏品应该以服务于实体经济、促进社会福祉为最终价值的落脚点。商业银行坚持数字藏品与“实体价值”的对应性，坚决避免数字藏品被“过度创新”，成为炒作工具。