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）

2022全年汽车出口突破300万辆 我国成世界第二大乘用车出口国******

　　2022全年汽车出口突破300万辆

　　我国成世界第二大乘用车出口国

　　本报记者 杨天悦

　　随着在新能源车电池、电机、电控系统及智能驾驶相关领域逐步建立起竞争优势，国产汽车品牌的国际竞争力持续提升，汽车出口市场近两年展现出超强增长势头。数据显示，去年我国汽车出口总量突破300万辆，超过德国的261万辆，成为仅次于日本的世界第二大乘用车出口国，中国汽车品牌在国际市场上也实现了量价齐升。

　　在全球减碳大背景下，汽车产业的电动化趋势不可逆转，中国汽车产业有机会借此时机实现“弯道超车”。

　　新能源车成为出口增长点

　　自8月以来月均出口量全部超30万辆、全年出口量突破300万辆、赶超德国直追日本……2022年，中国汽车出口再次实现跨越式增长，交出一份亮眼的成绩单。中汽协最新统计数据显示，2022年中国汽车出口达311.1万辆，同比增长54.4%。其中，新能源汽车成为新的增长点。数据显示，新能源车去年出口总量达67.9万辆，同比大增1.2倍；去年11月，新能源汽车出口15.3万辆，创下单月出口量新高。

　　中汽协常务副会长付炳锋分析，中国汽车出口快速增长，除了得益于疫情之下海外供给不足，更重要的是近年来自主品牌在技术和智能驾驶领域建立起的竞争优势。2018年至2020年间，中国汽车出口一直在100万辆左右徘徊。近几年，在电动化和智能化浪潮带动之下，中国汽车出口实现跨越式增长，2021年首次突破200万辆，2022年突破300万辆，跻身世界第二大乘用车出口国。

　　在整车企业出口量榜单中，上汽集团、奇瑞和特斯拉分别以90.6万辆、45.2万辆和27.1万辆的成绩位列前三。其中上汽集团独占近3成，出口量同比大增51.48%，创下历史新高；特斯拉品牌因上海超级工厂而具有“中国制造”属性，去年全年交付超71万辆，同比增48%；奇瑞集团出口量达45.2万辆，同比增长67.7%；长安、东风、吉利等车企出口量也取得同比超50%的大幅增长。

　　中汽协数据显示，全球新能源汽车销量排名前十的企业集团中，我国自主品牌占据三席。

　　持续性突破欧洲市场

　　一系列销量数据的背后，既是我国自主品牌的崛起，也体现出全球市场对新能源汽车的普遍认可。在全球减碳大背景下，中国汽车产业正借助电动化的大趋势实现“弯道超车”。

　　近年来，比亚迪、奇瑞、长城、吉利等自主车企持续加速海外扩张步伐。去年下半年，比亚迪接连登陆日本、东南亚、欧洲等市场，并获得德国租车公司10万辆新能源车的大订单。吉利汽车与塔维尔汽车集团签约正式开拓阿曼市场，并大手笔入股雷诺韩国，进军韩国市场。领克品牌也通过向亚奥理事会完成交付，再次强化亚太战略。

　　与此同时，国产汽车出口市场也逐步扩张。“2020年以前，沙特、孟加拉国、埃及等是中国汽车出口的主要海外市场。2021年汽车出口结构优化，海外市场主要集中在比利时、智利、沙特等国家。随着新能源车大踏步走出国门，去年以来，欧洲和北美正成为中国汽车出口的两大增量市场。”乘联会秘书长崔东树介绍。

　　乘联会统计数据显示，我国前三大汽车出口市场分别是墨西哥、沙特和比利时，出口量均突破20万辆；紧随其后的英国、智利和澳大利亚，也逐渐成为我国汽车出口的主要目标市场。在欧洲和北美市场取得持续性突破，使得我国汽车产业在国际市场的地位进一步得到巩固。

　　电动化智能化更具竞争力

　　在中汽协副总工程师许海东看来，汽车出口强势增长的关键在于中国汽车产品竞争力的大幅提升。“在质量、外观、操控性、可靠性等方面，自主品牌的产品都不比合资企业差，在电动化和智能网联配置方面甚至更具竞争力。”许海东说。

　　随着海外扩张步伐加速，自主品牌的整体车辆质量标准也在与世界接轨。去年以来，蔚来ES8、比亚迪Atto、WEY品牌Coffee 01等多款中国电动车获得“欧洲新车评估计划(NCAP)”五星级评级。获得这项评级要求测试车辆配备远远超出法律基本要求的主动和被动安全功能，包括额外的安全气囊及驾驶辅助、驾驶监测等系统。

　　越来越多的国产新能源车获得认可，体现出产品竞争力的不断提升。数据显示，2022年以来中国汽车出口量均价达1.89万美元，其中纯电动车均价为2.58万美元。据法国汽车咨询公司Inovev预计，到2030年，电动汽车将占欧洲新车销量的40%，中国品牌将占全电动汽车市场的12.5%至20%，销量会在72.5万辆至116万辆之间。业内分析认为，随着产品竞争力逐渐提升，中国汽车出口已经步入新阶段。