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）

中外专家建言平台经济反垄断 吁规范“市场守门人”******

　　(经济观察)中外专家建言平台经济反垄断 吁规范“市场守门人”

　　中新社北京12月21日电 (记者 王恩博)随着平台经济在全球范围内崛起，由此滋生的一些平台垄断行为侵害消费者利益、影响公平竞争，也引起各方警惕。

　　近日在北京举行的一场学术研讨沙龙上，多位中外专家表示，数字经济为大众生活带来了巨大便利，各国监管机构对其发展一直采取审慎包容态度。但未来相关领域要实现增强创新活力、降低市场进入壁垒、避免滥用市场支配地位等目标，还有诸多重点问题需要关注。

　　德国曼海姆欧洲经济研究中心院长、德国反垄断委员会成员阿希姆·瓦姆巴赫(AchimWambach)所著《不安的变革：数字时代的市场竞争与大众福利》一书近期在中国出版。该书关注的正是如何在发挥市场经济作用前提下，通过竞争政策规范数字化变革中的企业行为，并最终增进大众福利。

　　瓦姆巴赫表示，在强调竞争的经济政策指导下，德国规模前100大企业的营业收入占GDP比重在过去几十年中持续下降，有效保护了中小企业的生存、稳定了就业。

　　但他也坦言，数字化变革对这种稳态构成了冲击，领先科技企业的市场份额持续扩大，并在不断大量追加研发支出，不断拓展创新边界并扩大自身优势，市场集中趋势不断加强，且存在企业滥用市场势力损害大众福利现象。对此，德国和欧盟的应对方式是完善反垄断法律法规和开展国际合作，推出GAIA-X等欧洲数据平台等。

　　值得注意的是，欧盟委员会近日公布了《数字服务法案》及《数字市场法案》草案，旨在明确数字服务提供者的责任并遏制大型网络平台恶性竞争行为。

　　德国政府宏观经济顾问托马斯·费泽介绍，《数字市场法案》草案将大型平台企业称为“市场守门人”(Gatekeeper)，因为其具有制定市场准入门槛的能力，并针对这类平台提出了“守门人法规”。此前欧盟相关法律法规制订和执行都耗时较长，此番立法体现出对提升执法速度和效率的追求，并力图在动态和静态效率之间取得平衡。

　　规范平台经济竞争模式，中国亦动作频频。如国家市场监管总局日前发布《关于平台经济领域的反垄断指南(征求意见稿)》，针对互联网平台企业作出更多细化规定。

　　对外经济贸易大学竞争法中心主任、国务院反垄断委员会专家咨询组成员黄勇表示，反垄断法初衷是防止市场上出现排除、限制竞争的垄断行为，在数字经济中实现这一目标，关键在于认识数字经济领域的反竞争效果，其中有两个重点、难点问题：一是对数据属性和意义进行明确；二是结合相关市场的界定认识反竞争行为的发生场景。

　　在司法部政府法制研究中心副主任李富成看来，公开透明、公平竞争、可预期、无歧视的营商环境是需要国家提供的制度公共品。但电商平台企业特别是超大规模的电商平台企业承担了对平台上众多市场主体的治理功能，也要在电商经济制度基础设施建设过程中发挥积极作用，协同培育平台间和平台上的良好商业生态。

　　中国信通院政策与经济研究所监管研究部主任李强治亦指出，平台企业一系列新的经济社会角色使其在生态治理中的必要性和重要性大大提升，政府直接治理所有市场主体的传统模式不再适用，构建政府与平台协同的多元治理体系应是未来平台经济治理模式设计的主要方向。(完)