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）
世界为什么如此关注中美元首会晤？******
(近观中国)世界为什么如此关注中美元首会晤？
中新社北京11月15日电 题：世界为什么如此关注中美元首会晤？
——专访中国外交学院院长王帆
中新社记者 黄钰钦 郭金超 张蔚然
当地时间11月14日下午，中国国家主席习近平在印度尼西亚巴厘岛同美国总统拜登举行会晤。中美分别是最大的发展中国家和最大的发达国家，两国间的互动始终备受国际社会关注。
在会晤中，习近平指出，要推动中美关系重回健康稳定发展轨道，造福两国，惠及世界。拜登则表示，美中关系如何发展，对未来世界走向至关重要。中新社“近观中国”栏目专访中国外交学院院长王帆，解析此次中美元首会晤的世界性意义。
当地时间11月14日下午，国家主席习近平在印尼巴厘岛同美国总统拜登举行会晤。来源：新华社中美关系任何微小变动都会深刻影响世界
中新社记者：人们都说，中美关系是当今世界上最重要的双边关系之一，不仅关乎两国，也关乎全球和平与发展。如何从中美元首面对面会晤受到的全球高度关注来理解这句话？
王帆：当今世界正处在大发展大变革大调整时期，世界多极化和经济全球化的深入发展，以及新冠疫情、乌克兰危机的影响，使百年未有之大变局正以前所未有的方式展开。中国是世界上第二大经济体，进入新时代以来，中国的综合国力不断提升。而美国将长期保持具有重大国际影响力的大国地位。中国和美国都是拥有全球影响力的大国，现实的历史背景和两国特殊的国际地位决定了中美关系对于国际社会的重要性。中美关系任何一点微小的变动，都会对世界经济、政治形势产生广泛而深刻的影响。
作为世界上最重要的双边关系，中美关系正遭遇前所未有的困难。不仅中美两国，亚太地区乃至整个世界都感受到了与日俱增的巨大压力以及潜在风险。推动中美关系早日重回健康稳定发展的正确轨道，已经成为国际社会越来越强烈的共同心愿，这也是当前国际形势和中美关系现实赋予两国的历史责任。
正如习近平主席与拜登总统会晤时所指出，当前中美关系面临的局面不符合两国和两国人民根本利益，也不符合国际社会期待。中美双方需要本着对历史、对世界、对人民负责的态度，探讨新时期两国正确相处之道，找到两国关系发展的正确方向，推动中美关系重回健康稳定发展轨道，造福两国，惠及世界。
中新社记者：此次中美元首会晤为何选在G20期间？在全球治理进入“亚洲时刻”的当下，在印尼举行的元首会晤是否释放某种地缘政治信号？
王帆：领导人在多边会议中举行双边会晤，是元首外交中的一种形式。2018年和2019年习近平主席连续在G20布宜诺斯艾利斯峰会和大阪峰会上与时任美国总统特朗普会晤，新冠疫情发生后两国元首转为线上沟通。
G20峰会恢复线下举办和G20的性质，为中美元首会晤创造了外部条件。中美两国避免加剧紧张关系的意愿、共同面对的跨国挑战和走出全球经济困境的需要，是此次元首会晤的主要推动力。作为以经济合作为主题的论坛，G20峰会不同于“剑拔弩张”的安全问题会议，拥有一个相对轻松的会议氛围，有助于与会领导人通过面对面外交，更坦诚、建设性地就共同关心的发展问题沟通交流。
近期，多场重要国际会议相继在东南亚国家召开。除了印尼巴厘岛的G20峰会，还有稍早前的柬埔寨金边东盟峰会和东亚峰会，以及G20之后的泰国曼谷APEC领导人非正式会议，这说明东南亚在世界政治格局中的重要性进一步凸显。
上述三大活动都在东盟成员国举行，这是时间与地点安排上的巧合，但东盟东道主发挥的协调与沟通能力也不应被低估。即使在充满未知的环境中，东盟也会致力于让东南亚成为大国合作而非角力的场域。
在全球来看，东南亚的经济复苏稳中向好，未来很有可能出现诸如东盟和其他区域新的地区间合作框架。在地区架构层面，东盟中心地位不断形成机制化安排，为其发挥“超级联系人”角色作用提供了可能。
从地缘政治的角度来看，一系列的会议表明亚洲是和平合作的区域，是开放包容的区域，也是世界经济稳定的助推器，希望亚洲不被战乱所扰，不被危机所困，给世界和平与发展留下最大的希望。
当地时间11月14日下午，国家主席习近平在印度尼西亚巴厘岛同美国总统拜登举行会晤。来源：新华社应对全球性挑战需要中美合作
中新社记者：此次中美元首会晤是中美各自完成今年国内重大议程后，两国最高领导人的首次互动，这是此前不多见的时间背景。在此背景下举行的元首会晤将对中美关系走向有何影响？
王帆：中共二十大胜利闭幕，美国中期选举投票结束，两国各自完成今年国内重大议程后，中美需要一个相互协调、战略沟通的机会，客观上也为两国关系的稳定创造了窗口期。
中共二十大上产生了党的新一届中央领导集体，二十大报告从战略全局上对中国共产党和国家未来发展作出规划和部署。会晤中，习近平介绍中共二十大主要成果和重大意义时强调，中国党和政府的内外政策公开透明，战略意图光明磊落，保持高度连续性和稳定性。
近期，中美之间尤其是高层互动传递出两个信息：一是，中美关系的紧张状态可能会出现一定程度上“松动”，存在止跌企稳的共同预期；二是，中方重视中美关系，希望和美国一道，推动建设相互尊重、和平共处、合作共赢的双边关系，这也显示出中方在处理中美关系上的基本立场未变。
在中美关系遭遇前所未有的严重挑战之际，两国都需要一次会晤来制止双边关系“自由落体”式的下滑。本次会晤是一个起点，可以为一些关键的双边交流开辟更多的空间。但中美关系能否重回正轨，仍取决于美方能否尽快回归理性务实的对华政策。
中新社记者：中美合作可以办成很多有利于两国和世界的大事，这仍是外界对于中美关系的基本判断和期待。抗击疫情、应对气候变化、保障粮食安全等方面，都需要中美展现领导力、合作力。您对此是怎么看的？
王帆：随着全球化和相互依赖的加深，许多非传统安全领域需要中美两国的合作才能解决。但美国国内一些反华政治势力，将对中国的竞争和遏制扩散到了许多可以合作共赢的领域。
实际上，中美在经贸、能源、科技、教育、人文等诸多领域，都存在广泛合作空间，在抗击疫情、复苏经济、应对气变、反恐、防扩散、解决地区热点等全球性议题上都承担着重大责任。双方曾携手打击恐怖主义、应对金融危机、阻击埃博拉病毒、引领达成气候变化《巴黎协定》，合作办成了一件件造福世界的大事好事。合则两利，斗则俱伤，这是中美打交道一条颠扑不破的真理。合作始终是中美两国的最好选择。
特别是作为世界最大的两个经济体，中美两国在全球气候变化治理中扮演着重要角色，并在全球能源低碳转型和绿色低碳发展中发挥引领作用。中美两国曾在气候治理领域展开一系列合作，引领了全球气候治理的变革，塑造了气候治理新格局。未来中美依然可以在气候治理领域携手合作，应对危机。
中美关系偏离轨道将严重危及世界稳定
中新社记者：从国际政治上看，美国试图通过“塑造周边战略环境”围堵中国，胁迫各国选边站队、编织各种排除中国的“小圈子”，这一做法将对中美关系造成何种影响？
王帆：美方把中国定义为“最主要对手”和“最严峻长期挑战”，在战略围堵中国方面花样翻新，试图破坏中国的周边和国际安全环境。
近年来，美国提出遏制中国为目标的“印太战略”，重振了美日印澳“四边安全对话机制”(QUAD)，延续并强化了“印太战略”的实施，对印太地区的联盟结构进行了再塑，主要表现为巩固和强化四边机制、建立美英澳三边安全伙伴关系(AUKUS)、修复美国在欧洲和亚太地区传统盟友关系，在联盟结构上呈现出“网格化”的形态特征，以此积极为“北约化”进行结构扩边准备。
所有这一切都对中美关系构成了实质性的破坏和影响。无论是挑动“全面对抗”，还是鼓吹“战略竞争”，都偏离了中美关系的正确轨道。这种偏离是危险的，代价也将是高昂的。美方将科技和经贸问题政治化、工具化、意识形态化，对别国搞技术封锁，技术“脱钩”，其用心人尽皆知。中美经贸和科技合作有利于双方共同利益和人类共同进步，搞限制“脱钩”只会损人害己。
中新社记者：澳大利亚前总理陆克文将当前的中美关系比喻为“置身裸露电缆的潮湿车间”，美国著名国际政治学者约瑟夫·奈则形容中美关系可能步入“新冷战”的“梦游综合症”。您认为中美是处于“新冷战”吗？中美元首会晤对于避免中美关系走向冲突对抗有何作用？
王帆：中美尚未处于“新冷战”，美国官方虽然也表示不希望与中国进行“新冷战”，但在行为和政策上，中美陷入“新冷战”的风险大增，因此如何避免“新冷战”是中美两国的必答题。
在动荡变革形势下，中美元首的会晤将有助于提升中美关系的稳定性和确定性，有助于两国找到新时代正确相处之道，妥善管控分歧，推进互利合作，避免误解误判而导致两国关系失控走向全面冲突对抗，有助于推动中美关系重返健康稳定发展的正确轨道。
约瑟夫·奈于2021年10月发表的文章，以“梦游者”隐喻中美战略竞争格局下的国家行动，要避免自我感觉良好以为握有一手好牌，但实际上是“集体梦游”最终走向战争悲剧的风险，其原文指出的是要避免中美关系走向冲突。
事实上，约瑟夫·奈也并不认同中美之间发生“新冷战”的说法。他认为这是对历史的误读，这种糟糕的说法不利于中美关系的历史、政治和未来。审视当前国际形势与中美关系，确实有集体梦游征兆。各国基于各自利益而选择对抗、竞争或者合作，但各方手段与最终目标间的逻辑似乎并不一致。约瑟夫·奈的文章提醒了我们，当行动与目标间出现矛盾，便要意识到这些逻辑互斥的行动很可能就是日后意外的导火索。
中新社记者：中国民间舆论总是觉得，美方在对华关系的处理上“说一套做一套”，且“说的永远比做的好听”。在中方看来，美方团队一度并没有把领导人稳定双边关系的政治意愿转化为合乎逻辑的政策。在您看来，未来中美互动是否能缓解外界这种观感？
王帆：中美元首“坐下来谈”本身就传递出积极信号，有助于缓解当前局势的紧张氛围。美方在会前通过各个渠道放风，继“装护栏”说后，这次又提出要为中美关系“划清红线”等，美方首先应该做好自己，约束好自己的不当行为和挑衅行为。美国不能强加于人，也不能只限制别国，而放任自己。
习近平主席强调，遵守国际关系基本准则和中美三个联合公报，这是双方管控矛盾分歧、防止对抗冲突的关键，也是中美关系最重要的防护和安全网。他指出，台湾问题是中美关系第一条不可逾越的红线。
美方的“护栏设限”不能成为阻碍中国正当捍卫自身核心利益的手段。只有美方不越红线，中美关系才能行稳致远。中方对于搞好中美关系的愿望是真诚的，维护自己核心利益的态度更是坚决的，这一点从来都没有改变过。(完)
专家简介：
王帆，外交学院院长、二级教授、博士生导师，北京市教学名师(2009)、一流学科卓越特聘教授、外交学院博士后工作站负责人、指导教授。中国国际关系学会(国家一级学会)副会长、中华美国学会(国家一级学会)副会长、国务院特殊津贴获得者。毕业于北京大学、国际关系学院和外交学院，分获文学学士、法学硕士、法学博士学位。主要研究方向：中国外交、中美关系、国际安全与大国安全战略等。主持国家社科、教育部重大课题及北京市课题多项。
