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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）

【网络强国这十年】微步在线薛锋：创业维艰，创新更艰******

　　【网络强国这十年——创业心得篇】

　　随着云计算、大数据和虚拟化技术的不断涌现，数字化转型推动全球云市场井喷式发展。然而，在数字化转型不断深入带来业务场景的多样化的同时，云端服务背后也存在各类安全问题。威胁情报防范作为保障信息数据的重要一环，扮演着信息产业“把关人”的角色。

　　近日，微步在线创始人、CEO薛锋做客光明网“网络强国这十年”专栏，畅谈创业经历，讲述创业初心与选择，并对当下网络安全行业创业者的发展方向给出建议。

　　瞄准行业需求，专精“威胁情报”

　　微步在线成立于2015年，是我国最早一批关注互联网威胁情报的企业。薛锋表示，2014年大众创业、万众创新的社会氛围浓厚，作为偏技术管理型的工作者，自己对网络安全行业有一定理解和洞察，看到威胁情报技术极有可能成为使网络安全技术发生变革的节点，便决定创业。

　　薛锋说，相比创业维艰，他觉得创新更为艰难。在创业过程中，无论是做一个新的商业模式，还是推广新产品给客户传递新价值，都承载着教育市场推广的新理念，需要经历很长的周期，这个过程可以说很契合“创业维艰，创新更艰”理念。

　　对于选择威胁情报作为创业细分赛道，薛锋表示，与传统的安全防御不同，威胁情报防范的核心在于主动“出击”，这基于一种全新的网络安全认知理念：通过大数据分析，可以有效预判危机并且进行主动防御。即从不计其数的报警信息中筛查，提前获取攻击者的攻击工具、攻击途径、攻击意图等信息，精准找出威胁所在，从而响应并把损失降到最低。这也就要求借助AI、大数据、云计算等新型技术，进行海量数据存储计算。而在微步创立之初，这些技术已经趋于成熟，微步正是发现了威胁情报的可能性，确定其为切入点，开拓创新，期待为行业带来一些变革性的技术。

　　“云化”服务体系，聚焦新安全探索

　　作为国内新兴网络安全公司，微步在线长期植根于威胁检测领域，积累了强大的威胁情报和威胁检测分析能力，研发了基于流量和终端的“云+流量+端点”全方位威胁检测响应产品矩阵，帮助企业建立全方位的威胁监控体系，持续为客户提供专业的技术、产品和服务。

　　针对当下网络安全行业中，威胁端和需求端同步变化，“新安全”业态应运而生，微步在线聚焦技术提升和产品服务，进行了一系列新探索。

　　“过去上网都会用到DNS服务做域名解析，在此过程中，就可能有钓鱼网站、木马等的威胁存在，而微步创新使用云化的交付方式，便捷用户体验。”薛锋表示，这种云化交付、按年订阅、重视实战效果的方式，能以较低的成本帮用户持续解决安全困扰问题。这种云化的创新服务，不仅是国内首家，也深受用户欢迎。

　　薛锋介绍，目前大概有几千家单位通过这种云化方式，基本上实现“分钟级”就能使用微步的服务，大大区别于传统网络安全终端不易移动、时间成本高的特点。

　　不是“一劳永逸”，而是“日日常新”

　　当今世界百年未有之大变局加速演进，我国所面临的传统安全与网络安全威胁交织，网络空间对抗已成为大国博弈的常态化手段，筑牢网络安全防线已成为维护国家安全和社会稳定的关键。

　　党的二十大报告指出，要健全国家安全体系，完善国家安全法治体系、战略体系、政策体系、风险监测预警体系、国家应急管理体系，构建全域联动、立体高效的国家安全防护体系。

　　薛锋表示，作为数字时代网络安全技术创新型企业、网络威胁发现和响应的领军者，团队将结合自身优势，落实党的二十大报告要求，建立全面的风险监测预警体系，不断扩展，努力应用于国家网络安全关键信息基础设施上，同时坚持守正创新。

　　当下，网络安全行业内基础设施和客户需求都在发生变化，这就要求行业内各类企业持续不断开拓创新，在此过程中，要认识到网络安全并不是“一劳永逸”，而是“日日常新”，这样才能做到“知己知彼、百战百胜”。

　　“我一直觉得，网络安全行业其实非常像医疗行业，医疗行业应对的是现实世界中存在的生物病毒体，而网络安全行业其实应对的是网络世界中的黑客或病毒。”谈及未来规划，薛锋表示，下一步，微步在线将继续沿着精准及时发现多样化网络威胁、帮助用户做出积极响应的大方向，健全风险监测预警体系，深化“客户成功”概念，助力构建网络空间命运共同体。

　　监制：张宁 李政葳

　　采访：雷渺鑫 李飞

　　拍摄/后期：雷渺鑫

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）