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彩虹多多邀请码2023-01-31 16:05

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)

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中国共产党是中华优秀传统文化的忠实传承者和弘扬者******

  中国共产党是中华优秀传统文化的忠实传承者和弘扬者

  ——第六届“问道玉渊潭”国际论坛综述

  由中国实学研究会、北京高校中国特色社会主义理论研究协同创新中心(中国政法大学)、北京工商大学马克思主义学院以及中华优秀传统文化与思想政治教育研究中心、中国企业党建研究中心共同主办的主题为“中国共产党与中华优秀传统文化”的第六届“问道玉渊潭”国际论坛在京召开。会议采取线上形式,来自全国高校马院和科研院所90余名专家和师生汇聚云端展开讨论。

  北京工商大学党委副书记李中奇在致辞中指出,只有把马克思主义基本原理同中国具体实际相结合、同中华优秀传统文化相结合,才能正确回答时代和实践提出的重大问题,始终保持马克思主义的蓬勃生机和旺盛活力。要不断加大和国际学者的交流和合作,在坚持马克思主义信仰的基础上,从中华优秀传统文化中汲取营养,坚守中华立场;从其他国家和文明中汲取养分,面向世界推进学术研究、增加影响力。

  中国实学研究会会长、中共中央党校(国家行政学院)哲学部王杰教授在致辞中指出,实学是中国哲学的重要流派,是实事求是思想路线的重要基础,是中国共产党的创新理论与中华优秀传统文化的共同支撑要素。论坛研究如何把马克思主义信仰、中国共产党的创新理论与中华优秀传统文化紧密结合,体现了强烈的使命担当和深邃的理论素养。

  北京高校中国特色社会主义理论研究协同创新中心(中国政法大学)秘书长赵庆杰教授在致辞中指出,“两个结合”的最新论述彰显了中国共产党作为中华优秀传统文化的继承者和弘扬者的历史定位,凸显了在中华文化和中国精神的传承和发展中,中华优秀传统文化这一深厚资源、丰厚沃土的价值以及中国共产党通过理论创新、治国理政、建设国家推动中华文明的延续和发展、提升中国人民的美好精神文化生活的使命担当。

  中国科学社会主义副会长、中国社会科学院历史所书记罗文东研究员指出, 马克思主义是增强文化自信的科学指南,中华优秀传统文化是增强文化自信的丰厚资源。我国有大量优秀文化成果被联合国教科文组织列入世界文化遗产,怎样对待中国传统文化,这是实现现代化过程中必须解决的问题。

  中国辩证唯物主义研究会副会长兼秘书长冯颜利指出,要从世界观和方法论的高度重视家庭家教家风建设,解决培养什么人、为谁培养人、如何培养人的问题,讲好家庭家教家风建设中的精彩故事,创新发展家校社协同育人机制,重视家国情怀与全球视野的培育。

  河北大学田海舰教授指出,要“马中西”相融通,摒弃“体用二原”的思维模式,处理好民族性与世界性、先进性与大众性、现实性与超越性、理论性与实践性、传承性与创新性、普遍性与特殊性的关系;有效融入国民教育全过程,融入日常生活世界。

  山东大学吴文新教授指出,时代对马克思主义与中华优秀传统文化更深层次的融通提出了新要求。这是一个实践历史和理论逻辑并行且相互作用的过程。融通的基本方法是以“马魂中根西用”为原则,从抽象上升到具体,综合创新,最终形成“中华社会主义”新文明形态。

  北京外国语大学田辰山教授指出,人类迄今为止主导走向的是一条精神异化与物质异化道路,马克思主义与中华优秀传统文化皆是优化共生体系的学说,二者结合必将开创人类第二次启蒙的文明新形态局面——一个人类命运共同体的新世界秩序。

  日本北九州大学邓红教授指出,南宋哲学家陆九渊将宇宙分为自然之大宇宙和人心之小宇宙,融通古今东西不变之理,认为人的价值在于道德自觉性,强调明本心的思想教育,主张明实理、做实事,提倡简易直截的实践学风。这启示我们,人类命运共同体应该建立在“仁爱”这个共有人性基础和道德精神依托之上。

  桂林电子科技大学邓国峰教授指出,要深刻认识到网络空间中呈现的话语渠道多元化与话语权力去中心化、安全治理精准化与渗透方式隐匿化、协同治理简易化与虚实叠加复杂化、风险隐患窗口化与脱离现实割裂化等特点,通过长效机制实现网络意识形态的治理。

  衡水学院魏彦红教授指出,董仲舒“调均”思想的起点是一种经济调控政策,其意义在于社会制度的完善,更倾向于儒家价值观念的融合与渗透,对今天调节社会贫富差距过大以及社会各阶层的管理上仍具有重要借鉴价值。

  首都师范大学孔德立教授指出,中华民族之所以可以以共同体的形式存在,是因为中华民族有共同的文化基础与认同。这种多元一体的中华文化共同体意识是近代以西方民族与文化为参照,以汉族为主体,凝聚其他少数民族而逐渐形成的。

  华侨大学薛秀军教授指出,在与欧洲现代文明的碰撞和交融中,中华文明逐步孕育和生成了中国式现代化;中华文明与现代文明的现实整合,必须以既源于现代化又能对现代化进行“原创性”批判的马克思主义为中介。要以大历史视野分析和把握中华文明与现代文明的对话互动。

  北京科技大学李艳艳教授指出,文明问题涉及民族、国家的认同,同时又是超越民族、国家等传统认同对象的崭新领域。中国特色社会主义制度继承了现代性的基本精神,超越了以牺牲人自身的发展为代价来服务于资本增殖的现代文明模式,采取了以人民为中心的崭新现代文明道路。

  北京大学杨柳新副教授指出,中国式现代化道路意味着人类政治文明新形态的兴起——既超越了当今资本主义政治文明,又继承了中华传统德性政治文明的精华。马克思主义为新政治文明提供了思想指引和道德批判价值准则,中华传统提供了绵延数千年的“活”的德性政治文明根基。

  沈阳师范大学刘润教授指出,中国式现代化道路的开辟,证明了市场经济与社会主义的兼容性,超越了一直以来被西方奉为市场经济圭臬的个人本位价值观,打破了西方主流经济学的市场经济“价值中立”说,解构了现代市场经济的西方宗教伦理和资本主义一元文化阐释,为现代市场经济提供了社会主义文明治理新路径。

  辽宁理工大学魏新河教授指出,中国式现代化遵循现代化理论中关于以工业化、市场化、经济全球化促进生产力发展的普遍规律。人民经济是以人民为主体,全心全意为人民群众幸福生活服务的经济理论和经济运行模式,其根本目标是人民群众幸福最大化,代替资本增殖和利润最大化。

  衡水学院曹迎春教授指出,传统文化中的乐观精神、忧患意识、担当精神、创新精神等,汇入中国共产党精神谱系并成为其核心内涵。其中,董仲舒思想便是一支重要的精神支流。

  北京理工大学陈洪玲教授指出,中国共产党始终把握正确的斗争方向化解重大风险挑战,秉持坚定的斗争原则巩固党内团结,运用灵活的斗争策略巩固全党全国各族人民的大团结,为统筹中华民族伟大复兴的战略全局提供了重要保证。

  北京大学王久高研究员指出,实现中国革命红色文化和优秀传统文化“两创”,应准确理解历史文化的精神、精髓;要有问题意识,着眼于时代和社会需要,赋予新的内涵和形式;具备可供转化和创新的丰富的土壤和环境;广大人民群众是实现“两创”的活水源泉。

  中央财经大学绿色金融国际研究院任国征研究员指出,习近平新时代中国特色社会主义思想是中华文化和中国精神的时代精华。要深入挖掘、系统分析中华优秀传统文化的内涵及当代价值,构建新时代党的创新理论话语权。

  北京工商大学赵春丽教授指出,党的“自我革命”话语是不断对自身发展状况进行净化、完善、革新和提高的话语的集中表达。它反映了探索共产党执政规律的理论和实践,具有长期持续获得普遍的政治认同和获得人民拥护的功能,并一定程度上解决了中国共产党的国际形象与国际话语权问题。

  武汉理工大学雷江梅教授指出,中华优秀传统文化作为人类轴心文化之一,既以博大精深的内涵意蕴为人类文明新形态提供文化滋养,又以旺盛的生命力和深厚的文化内涵培育着中华儿女的国家认同和民族自信。中国特色社会主义文化丰富了人类文明新形态的内涵。

  北京工商大学田建华副教授指出,用科学性、批判性、时代性原则来审视区域传统文化,继续深入挖掘区域文化基因中的优秀文化特质,并进行创造性转化和创新性发展。实现文化发展高质量与区域经济社会发展的共赢,让区域文化实践助力民族复兴。

  北京工商大学马克思主义学院副院长姚洪越副教授最后总结指出,中国共产党是马克思主义中国化时代化的主体,也是中华优秀传统文化焕发生机活力的主体;马克思主义激活了中华优秀传统文化,推动了中华优秀传统文化的转化发展、时代跃进;中华优秀传统文化是马克思主义中国化时代化的重要基础和资源,不同中华优秀传统文化的结合,就不会有马克思主义中国化时代化的更好发展。(供稿:姚洪越、朱康有)

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