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来源:盈彩网必赚方案2023-06-02 17:48

  

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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)

东西问丨盖志毅:中国治理库布其沙漠,为何令世界刮目相看?******

  中新社呼和浩特12月31日电 题:中国治理库布其沙漠,为何令世界刮目相看?

  ——专访经济学家、内蒙古政协农牧委员会副主任盖志毅

  中新社记者 李爱平

  经济学家盖志毅,在其学术生涯中用了很大精力研读库布其沙漠,对于库布其沙漠的历史与现状,他能信手拈来。

  甚至日前库布其沙漠新能源基地项目在内蒙古鄂尔多斯市正式开工建设,他都会与记者第一时间分享。

  据官方媒体报道,这是在沙漠、戈壁、荒漠地区开发建设的全球最大规模风电光伏基地项目,也是中国首个开工建设的千万千瓦级新能源大基地项目。

  盖志毅在接受中新社“东西问”专访时提到,关于库布其沙漠的治理,正一次次让世界惊叹,一次次令世界刮目相看。

  现将访谈实录摘要如下:

  中新社记者:请您谈谈库布其沙漠的概况。

  盖志毅:库布其沙漠地处内蒙古自治区鄂尔多斯市北部、黄河南岸,西、北、东三面为黄河环绕。西起巴彦高勒对岸,东至托克托对岸。库布其沙漠像一条黄龙横卧在鄂尔多斯高原北部、黄河南岸,横跨杭锦旗、达拉特旗和准格尔旗部分地区,东西长约360公里,南北宽约40公里,形态以沙丘链和格状沙丘为主。总面积约1.86万平方公里,是中国第七大沙漠,也是距北京最近的沙漠,直线距离仅800多公里,被称为“悬在首都上空的一盆沙”。

库布其沙漠。刘兆明 摄

  中新社记者:近年来,库布其沙漠治理主要取得哪些成就?

  盖志毅:无需回溯太多年,仅以近十年为例,就可看到库布其沙漠的世界影响力。

  2012年6月,库布其沙漠生态文明被列为联合国“里约+20”峰会重要成果向世界推广。

  2013年9月23日,在《联合国防治荒漠化公约》第十一次缔约方大会上,“中国库布其治沙案例”被选定为官方宣传片,向190多个国家的3000多位代表循环播放。

  2014年4月22日,在第45个“世界地球日”,库布其沙漠生态治理区被联合国环境规划署确立为全球沙漠“生态经济示范区”,并将其作为全球首个荒漠化地区生态系统的研究对象。

位于库布其沙漠中段的达拉特光伏基地。刘文华 摄

  2015年7月,第五届库布其国际沙漠论坛召开,主题为“沙漠生态文明,共建丝绸之路”。大会达成十四项共识,并为通过的《2015后生态文明建设愿景和合作框架》《全球荒漠化治理库布其行动计划》两个成果文件提供了智慧支持。

  在2015年12月1日的联合国巴黎气候大会上,《中国库布其生态财富创造模式和成果报告》中有这样几组数字:价值4600多亿元人民币的生态财富,10万多当地农牧民从中受益,其中很大一部分已脱贫致富,为100余万人(次)创造就业机会。

  联合国环境规划署在巴黎气候大会上向世界发布了《中国库布其生态财富创造模式和成果报告》,认定“库布其沙漠生态财富创造模式”走出了一条立足中国、造福世界的沙漠综合治理道路。

  2017年,《联合国防治荒漠化公约》第十三次缔约方大会在鄂尔多斯市召开,库布其作为中国防沙治沙的成功实践被写入190多个国家代表共同起草的宣言,成为全球防治荒漠化典范。

2017年,《联合国防治荒漠化公约》第十三次缔约方大会在鄂尔多斯市召开。刘文华 摄

  2018年,中宣部将库布其沙漠治理作为生态文明建设重大典型,中央和地方主流媒体进行了集中报道,向全国乃至世界全景呈现了库布其大漠变绿洲的奇迹。官方认为,“库布其沙漠治理为国际社会治理环境生态、落实2030年议程提供了中国经验”。

  事实上,库布其沙漠治理的成就为世界贡献了沙漠治理、生态修复、经济繁荣的中国经验、中国智慧,成为名副其实的中国生态品牌,被联合国确认为全球沙漠“生态经济示范区”。

  库布其沙漠治理经验不仅在中国新疆、西藏、青海、甘肃、云南、贵州、河北、吉林等各大沙区成功落地,也广泛传播到埃塞俄比亚、肯尼亚、加纳等非洲沙漠国家,以及巴基斯坦、哈萨克斯坦、蒙古国等亚洲国家,显示了“库布其模式”的国际化特色。

  中新社记者:您认为库布其沙漠得到世界关注的主要原因是什么?

  盖志毅:最主要的是外界确实感受到了肉眼可见的变化。

  库布其沙漠整体治理,创造了大漠变绿洲的奇迹,生物多样性得到明显恢复。沙漠从过去的寸草不生、飞鸟绝迹,发展到生物种类增加到530多种,出现了天鹅、野兔、胡杨等绝迹多年的野生动植物,昔日肆意流动的沙漠被绿色长龙缚住,开始静躺安卧。

  过去,库布其沙漠每年向黄河岸边推进数十米,输入泥沙1.6亿吨,如今输入的泥沙减少八成。经过30多年艰辛治沙,库布其沙漠出现了几百万亩厘米级厚的土壤迹象,改良出大规模的沙漠土地,初步具备了农业耕作条件。

  目前,库布其沙漠治理率达到25%,农牧民生产生活条件得到很大改善。气象资料表明,鄂尔多斯市年平均大风日数和沙尘天气次数明显减少,强度逐渐减弱,生态环境明显转好,走出了一条具有鄂尔多斯特色的荒漠化防治之路。

  库布其沙漠的植被在增加,沙漠治理面积达6000多平方公里,绿化面积达3200多平方公里。

民众在库布其沙漠植树。李永胜 摄

  中新社记者:为什么说“库布其模式”为中国式现代化提供了非常有说服力的例证?

  盖志毅:中共十八大以来,我们成功推进和拓展了中国式现代化,而在过去十年,“库布其模式”已是全球防治荒漠化的“中国样本”,为世界防治荒漠化提供了“中国方案”和“中国智慧”。这就为中国式现代化模式提供了非常有说服力的例证。

  首先,“库布其模式”是中央政府、地方政府和企业三维合力的结果。

  著名经济学家、复旦大学教授史正富认为,在中国,除中央政府和竞争性企业两大主体外,还存在一个经济主体,即竞争性的地方政府体系。在这三维市场体制中,中央政府的战略领导力、地方政府的发展推动力与企业的创新活力,三者有机结合,使企业均衡投资率高于常规市场经济,为超常增长提供了投资动力。

  其次,“库布其模式”是中国政策连续性和久久为功的结果。

  鄂尔多斯市从20世纪70年代的“林牧为主、多种经营”,80年代的“三种五小”建设,到90年代的植被建设是最大的基本建设,到新世纪以来的禁牧、休牧、划区轮牧,再到中共十八大以来的国家生态文明先行示范区建设,多年的累积效应产生了库布其模式,这与西方国家的政策大多只能产生短期效应非常不同。

  再次,“库布其模式”是以基层组织为核心带动农牧民积极参与的结果。

  在内蒙古杭锦旗,蒙古族女民工联队长敖特更花被称作“沙漠玫瑰”,她是道图嘎查的嘎查长,积极响应号召,在库布其沙漠中种树,绿化沙漠面积达到3万多亩;同时,敖特更花和她组建的民工联队通过政府引导和当地沙产业的带领,将库布其沙漠的治理模式推广到新疆、西藏等地。

敖特更花作为北京冬残奥会火炬手接受媒体采访。孙慧军 摄

  在基层组织带领下,库布其周边的农牧民以“沙地业主、产业股东、旅游小老板、民工联队长、产业工人、生态工人、新式农牧民”的7种新身份参与治沙。积极探索“企业建基地、基地联农户、企业对协会、协会联农户”“企业建基地、农民土地入股”等多种长效机制。

  总之,“库布其模式”诠释了中国式现代化道路,打破西方对现代化的唯一的解释权、话语权,提供了又一个生动例证,这是一件很有价值的事。(完)

  受访者简介:

  盖志毅,内蒙古政协委员、内蒙古政协农牧委员会副主任,二级教授,农业经济管理博士生导师。曾任内蒙古农业大学经济管理学院副院长、高等教育研究所所长、人文社会科学学院院长等职务。2018年任内蒙古政协委员,2019年任内蒙古政协农牧委员会副主任。2022年当选中国蒙古学会副会长。在《农业经济问题》《经济纵横》《农村经济》等刊物发表论文300余篇。出版《草原生态经济系统可持续发展研究》《文明消失的现代启悟》《富国强区之路--内蒙古实现全面小康社会研究》《制度视野下的草原生态环境保护》等10余部专著。专著《牧区政策调整--以内蒙古为例》获内蒙古自治区哲学社会科学一等奖。

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                                                                                                                                                                                                                                                                                                  [责编:天天中]
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                  盈彩网规则《往日不再》首日补丁24GB
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  2024-10-04
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  盈彩网论坛国务院成立江苏盐城特别重大爆炸事故调查组
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  2024-07-18
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  盈彩网计划中国微波光子雷达成像达国际领先 决定未来战场优势
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  2024-10-10
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  盈彩网官方 宠物摄影师为流浪狗拍写真
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                  盈彩网攻略更新至18集创业时代黄轩杨颖还原热血创业史嘉宾:黄轩 Angelababy 周一围
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  2024-07-13
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  盈彩网娱乐 连媒:一方中场差国安一个档次 U23条款是一方硬伤
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  2024-01-29
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  盈彩网下载网易公布2018年Q4及年度财报
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  2024-01-30
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  盈彩网手机版APP丹帝独尊:废材觉醒成天骄
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  2024-03-29
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                  2023-12-26
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  盈彩网app母婴周刊:让孩子学编程?
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  2024-01-16
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  盈彩网走势图 【17:30直播】KPL春季赛:GK VS WE
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                  盈彩网代理蔡依林露肩礼服亮相秀事业线
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                  盈彩网注册网点进来教你五一怎么浪
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                  盈彩网开奖结果广州再次加大抢人力度 本科在职社保连缴半年可落户
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                  盈彩网计划群江西归侨少数民族聚居村年味浓 特色风情引客来
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                  盈彩网手机版美军叫嚣增加穿越台湾海峡频率
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