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年预计收购粮食8000亿斤******
2022年预计收购粮食8000亿斤
国内粮食市场保持总体平稳
光明日报记者 陈晨
1月11日，记者从国家粮食和物资储备局获悉，2022年夏粮和早籼稻旺季收购圆满收官，秋粮旺季收购平稳有序，牢牢守住了“种粮卖得出”的底线，预计全年各类粮食企业累计收购8000亿斤左右，与近年来平均水平相当。
“2022年，全国粮食和物资储备系统坚决扛稳保障粮食和物资储备安全政治责任，在国际粮价大幅波动的情况下国内粮食市场保持总体平稳，着力强化‘产购储加销’协同，粮食安全保障水平不断提升，国家储备实力进一步增强，应急救灾物资保障及时有力，为维护经济发展和社会大局稳定发挥了积极作用。”国家粮食和物资储备局局长丛亮在11日召开的全国粮食和物资储备工作会议上表示。
秋粮收购总体平稳有序
2022年，全国粮食总产量达13731亿斤，粮食生产实现“十九连丰”。当前，秋粮收购处于高峰期，秋粮收购进展总体平稳有序。截至2023年1月5日，主产区各类粮食企业累计收购秋粮2324亿斤，同比基本持平。其中，中晚籼稻499亿斤、粳稻632亿斤、玉米1152亿斤、大豆40亿斤。从区域看，目前南方中晚籼稻旺季收购进入收尾阶段，收购进度已过九成；东北、华北正集中上量，东北粳稻收购进度近八成、玉米超四成；华北地区玉米收购进度超四成。
与此同时，秋粮收购呈现购销较为活跃的特点。秋粮上市后，加工企业加快备货补库，储备企业轮换工作有序启动，贸易企业择机入市收购，市场收购活跃度较高。市场行情较好，从价格看，主产区中晚籼稻、粳稻收购均价同比每斤均提高3分钱左右，优质优价特征明显；主产区玉米收购均价同比提高1毛钱以上，农民普遍反映收益不错。政策托底作用有效发挥，为切实保护种粮农民利益，国家有关部门先后批复江苏、安徽、河南、湖北、黑龙江五省启动中晚稻最低收购价执行预案，共安排最低收购价收储库点790多个、仓容560多亿斤，完全能满足收购需要。截至目前，五省已累计收购最低收购价中晚稻180多亿斤。
国家粮食和物资储备局负责人介绍，2022年，国家有关部门加强粮食收购统筹组织，指导各地认真落实粮食安全党政同责要求，扎实做好仓容准备、资金筹措、运力协调、督导检查等各项工作，抓好市场化收购和政策性粮食收购，在保护种粮农民利益、促进粮食高效流通、维护市场平稳运行等方面发挥了重要作用。
粮食产后综合服务水平不断提高
“去年秋收，我把家里的5万多斤玉米都运到县里的粮食产后服务中心了，自己啥也不用管，不用再犯愁找地方晒粮食、存粮食了！”山东省嘉祥县梁宝寺镇韩集村种粮大户老潘告诉记者，粮食产后服务中心提供清理、烘干、储存、加工、销售一条龙服务，让他倍感省心。
2017年，国家粮食和物资储备局、财政部启动实施“优质粮食工程”，支持整合粮食流通领域现有资源，在全国产粮大县建设一批专业化、经营性的粮食产后服务中心，为农民粮食产后提供清理、烘干、收储、加工、销售等服务。截至目前，全国已建成5500多家粮食产后服务中心，基本实现全国产粮大县粮食产后服务全覆盖的目标任务。2022年，粮食产后服务中心积极发挥为农服务作用，粮食产后综合服务水平不断提高，农民市场议价能力持续增强，粮食优质优价特征明显，减损降耗成效日益显现。
放眼各地，2022年，安徽粮食产后服务中心清理、干燥粮食343万吨，带动农民增收近2亿元，减少粮食损失7.6万吨；四川清理、烘干粮食110万吨，节粮减损约3.7万吨，实现农民增收1.1亿元；湖北出台了《粮食烘干能力提升行动方案》，有效促进企业烘干设施提档升级。
“2022年，各地安排财政资金176亿元，支持‘十四五’期间实施优质粮食工程。印发粮食节约减损指导意见，依托产后服务中心助农减损增收。”国家粮食和物资储备局负责人表示，今年要加强产购储加销协同保障，严肃查处涉粮涉储违法违规案件，大力推进粮食监管信息化，扎实推进优质粮食工程，深入落实粮食节约行动，制修订节粮减损系列标准，坚决守住管好“天下粮仓”。
把粮食市场保供稳价摆在突出位置
随着春节临近，粮油消费将进入旺季。为确保重大节日和重要时段粮油市场平稳运行，日前，国家发展改革委、国家粮食和物资储备局联合印发通知，安排做好2023年“两节”“两会”期间粮油市场保供稳价工作，指导各地加强粮源调度，深化产销合作，统筹做好加工、储运、配送等各环节工作，切实增加绿色优质粮油产品供给，更好满足广大城乡居民消费需求。
14亿人到点开饭的底气，离不开粮食市场保供稳价。2022年，国家有关部门坚决贯彻党中央、国务院决策部署，始终把粮食市场保供稳价摆在突出位置，坚持精准调控，细化政策措施，国内粮食市场始终保持供应较为充足、运行总体平稳的良好态势。
具体而言，一是加强市场监测预警，紧盯重点地区、重点品种、重点时段，随时掌握市场动态变化，及时妥善应对苗头性、倾向性、潜在性问题。二是加强政策宣传解读，定期发布粮食收购进度、市场价格等数据信息，适时通报粮食市场运行情况，稳定市场预期，指导各类市场主体有序开展粮食购销活动。三是坚持常年常时在国家粮食交易平台投放政策性粮食，根据市场形势变化和调控需要，灵活调整投放品种、数量、时机和节奏，有效保障市场供应。四是指导各地和有关企业合理把握政府储备轮换时机、节奏和力度，充分发挥吞吐调节作用。
“2023年，国家粮食和物资储备局将继续全力做好保供稳价，服务经济发展和社会稳定大局。加强风险预判和战略预置，制定多场景的应对预案，用足用好政策工具箱，做好监测预警、形势分析和储备吞吐、预期引导等工作，做到心中有数、手中有策、行动有力，保持粮食市场平稳，服务能源资源保供。”国家粮食和物资储备局负责人表示。
《光明日报》（ 2023年01月12日 10版）
