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）

“大片感”依托于人性的深刻，而非奇情刺激******

　　作者：黄启哲

　　“高燃！”“大片！”“下次可以去当群演吗？”昨天是第三个中国人民警察节，一部由昆明公安推出的原创微电影《针途》引发热议。仅在抖音“昆明警方发布”平台，该片就获21万点赞。根据真实事迹改编，《针途》时长30分钟，没有一般刑侦影视剧里动辄惊天的阴谋算计，或是激烈的打斗大场面，而是聚焦审讯嫌疑人的心理战，扎实呈现人民警察如何破获一起爆炸案的真实过程，让观众直呼过瘾。值得一提的是，影片从导演、演员再到主题曲演唱，均由人民警察参与，他们的本色呈现让网友感慨：“刑侦片还是警察自己拍得正宗。”

　　这两年，一批由各地公安系统单位主导拍摄的微电影、短视频，频频在网络“破圈”传播。盘点近期，就有上海公安微电影《老潘的咖啡店》、广西南宁公安微电影《警徽荣耀之父亲的散文诗》、兰州铁路公安微电影《放弃》等一批作品热播。此外，还有石家庄市公安《奔赴》、芜湖市公安《抽丝》等一批作品即将上线。B站联合出品的警务纪实节目《守护解放西》即将迎来第四季。节目播出三年多来热度口碑持续走高，一度拿下9.0的超高评分，其中的“名场面”不仅警示大众，也成为年轻人“二创”的素材。业内人士认为，这些作品创新普法宣传手段的同时，凭借真实的案件故事、对人性的深刻挖掘以及日益精良的拍摄，渐成影视市场同类型作品的有力补充。

　　不用刺激观众的肾上腺素照样拍出悬疑感十足的作品

　　“刑侦工作就像一根针，只要你找到关键部位落地，轻轻一戳就破了”，这是微电影“针途”一名的由来，比起一般商业电影里用惊险的打斗、飙车来刺激观众的肾上腺素，这部由一线干警操刀的小成本微电影花了更多的篇幅去展现警察与嫌疑人间言语的针锋相对。

　　菜市场突现炸弹，经多方围捕，嫌疑人落网。可在审讯中，嫌疑人猖狂开启下一起爆炸案的“倒计时预告”。原来，爆炸案还有同伙，为此，公安干警兵分两路，一路外线查询线索、排查可疑人员；一路内部专攻审讯，突破嫌疑人的心理防线……这个短短30分钟的微电影里，有叙事的变奏：故事从审讯室展开倒叙，在与“炸弹”赛跑的过程中，有与歹徒斗智的气定神闲，也有抓捕现场的紧张刺激。这个主要启用非职业演员的电影里，有人物：刑侦支队队长纳新制服嫌疑人勇猛无畏；审讯专家蒋彪审讯时不动声色、敏锐缜密；而刚当上警察三个月的年轻女警从见证前辈冒死行动的心有戚戚焉，到后来甘愿代替人质的大胆坦然，完成了人物的成长。这个以宣传普法为支点的公益作品中，一样有动人泪点：前辈为鼓励英勇制服歹徒的新人，讲起身患阿尔兹海默症的老人，在养老院冲向歹徒的故事——老警察不是因为患病糊涂忘了怕，只是还没忘记警察的本能。

　　很难想象，如此熟练镜头语言出自非专业出身的基层民警导演之手——在昆明市公安局宣传岗位工作的保航飞。原本这部为了参与内部比赛而拍摄的微电影，于去年12月29日上线，很快引发关注。昨天正值第三个中国人民警察节，有娱乐博主发文推荐“好会拍！好会演！”从而引发更广泛大众的转发点赞。

　　“剧组最大的开销是买盒饭”，影视人该从他们身上看到什么

　　比起早年间全权委托影视制作公司拍摄的“定向剧”，公安干警亲身参与拍摄演出的微电影让我们看到的，不只是公安系统的“藏龙卧虎”——基层民警也能拍出不逊于专业影视的优秀作品；更难得的，是在某些投资不菲却剧情悬浮、表演浮夸的刑侦剧集短视频“霸屏”当下，表现出了刑侦罪案剧应有的扎实与正气。于是在各个平台评论区，网友留言赞赏作品的同时，都提到“毫无表演痕迹，比当下某些明星演得好”“细节严谨，比一些影视剧真实多了”。

　　相比于根据英模事迹二度创作的微电影，《守护解放西》更是将一线干警侦办案件、调解纠纷的现场以“不停机、无死角、全记录”的方式直接呈现给观众。除了拥有“还原真实”这一共同的“破圈密码”之外，节目中不乏幽默与人情味的花字也引发Z世代观众的共鸣。真实严谨也乐于“整活”普法的背后，是公安干警守护人民、传播正义之声的公心。而这，也恰恰是当下一些影视剧亟待补上的一课。近些年，悬疑刑侦题材一直是大小屏的热播题材。在激烈竞争之中，一些主创不是用大投资铺陈大场面来制造视觉奇观，就是找来高颜值偶像来神话主角；甚至在一些剧情中过分追求奇情刺激，从而使刑侦题材作品逐渐跑偏。

　　据介绍，《针途》剧组的道具服装绝大多数都是借的、凑的，演职人员都是义务参与，要说花费最多的，保航飞笑言是“买盒饭”。然而就是这样一部作品，却被网友赞为“拍出了电影大片的既视感”。它的朴实技法与扎实台词提醒创作者，“大片感”依托于对真实与人性的深刻洞察，而非营造奇情诡谲恫吓观众。就拿《针途》中嫌疑人人格分裂的呈现来说，脑内其他人格被具象化围在嫌疑人身边七嘴八舌，很有戏剧张力。

　　而像保航飞这样一线警务工作者“跨界”编导演的成功案例不在少数。秦明创作的“法医秦明”系列小说目前已推出13部，而基于此改编的影视作品已达十余部，可谓不折不扣的“爆款大IP”。参与到公安部“猎狐”缉捕行动组之中的吕铮，既是缉捕队员又是宣传组成员，在整理案件资料的基础上写就了小说《猎狐行动》，此后他的小说《三叉戟》又被改编成同名电视剧。相比于技法与艺术成就，他们更为人所称道的，是对于真实的鲜活呈现。如今还工作在法医一线的秦明，并没有因为坐拥爆款IP而放弃本职。对于他而言，起笔时向大众普及法医工作、消除误解的初心一直都在。而不放弃对于这份职业的敬畏，或许是影视从业者触及刑侦题材时，应当找回的公心。（黄启哲）