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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）

百年茂腔推陈出新与时偕行******

　　茂腔是广泛流传于山东青岛、潍坊、日照等地的地方戏曲剧种，在200多年传承衍化中，形成了“四大京、八大记”等传统代表剧目，在城乡拥有广泛的群众基础。近几年，随着生产发展和生活变迁，一批茂腔新作不断涌现，拓展了剧种选题领域，展现了新时代新风貌。同时，如何处理好舞台表演与展现现代生活的关系、处理好本剧种特色与其他表演形式之间的关系，成为茂腔新剧目创作尤其是现实题材创作所面临的一道思考题。

　　《山东地方戏曲剧种史料汇编》概述茂腔时提出：“丰富、质朴、精湛的艺术特色，是茂腔深受人民喜爱的重要原因。”作为起源于民间的剧种形态，茂腔与广大群众的生产生活有着密不可分的联系，无论其语言艺术、声腔音乐还是表演风格都有浓郁的生活气息，它还被称为“胶东之花”，在许多剧目中包蕴着胶东一带独特的地域文化与风土人情。像传统茂腔《梁山伯与祝英台·下山》中所唱：“走一洼，又一洼，洼洼长得好庄稼，长得高的是胡秫，长得矮的是芝麻，不高不矮是棉花，棉花地里带西瓜……”语言不仅富有生活气息，还展现了北方农村生动的生活景象，与其他剧种同名剧目在风格上具有一定差异。

　　时代在变，审美、观念等也会随之发生变化，茂腔进入城市剧场后无疑需要吸收崭新创作元素与舞台手段，但如何从容展现全新的时代和人物形象，又不丢失剧种自身魅力？首先，要从传统基因中发掘鲜活元素，正确处理好“新”与“旧”的关系。

　　比如，新编茂腔《秧歌乡的故事》围绕“老冯头”、李香兰等三对老人的“黄昏恋”及养老问题这一主线，贯穿胶东国际机场建设、旧房拆迁等事件，既保留了茂腔质朴通俗的风格样貌，又融入胶州大秧歌这一本土艺术符号，将两种艺术形态巧妙融合，就很好地实现了立足传统、开掘出新。值得一提的是，秧歌表演在剧中不仅作为老年人情感的媒介、剧情发展的线索、地域形象的表征，其载歌载舞的特色还与戏曲舞台的“歌舞演故事”高度契合，从而成为舞台叙事的重要组成部分。秧歌既扭出了欢声笑语，营造了情境、烘托了氛围，还作为贯穿全剧的一条副线，与主线交织丰富了全剧的歌化、舞化叙事，呈现出茂腔表演艺术新亮点。正因为抓住了创作规律、找准了切入点，该剧在大量吸收民间音乐、舞蹈元素的同时，展现出熟悉的陌生感、浓烈的地域感和鲜明的时代感，获得了广大受众的高度认可。

　　其次，戏曲作为场上艺术，无论传统戏还是现代戏，最终都要落在演人物、演故事上，但其方式又区别于案头文学、影视艺术及话剧、歌剧等，在总体呈现上讲求程式性、虚拟性、综合性。因此，其新剧目创作还应在表演的程式化与生活化之间找准尺度。

　　像茂腔等一些地方戏剧种本身起源于乡土，且传统戏中展现婚姻生活、家长里短的剧目占较大比重，它们不像京、昆等大剧种那样有严谨的规矩范式，反而在表现日常生活、传递人物情感方面有相对丰富的表达空间。但这并不意味着要舍弃程式，而是要通过程式动作与生活动作的圆融，更好地实现舞台空间的虚实相生之美。仍以《秧歌乡的故事》为例，在“老冯头”过生日一场戏中，他的儿女送上了二胡、鸟笼子等生日礼物，却各有各的盘算，尤其是儿媳妇巧真怕拆迁补偿款被打折扣，极力反对“老冯头”和李香兰的恋情，导致一场家庭聚会不欢而散。舞台上以几组可移动的桌子代表酒店包间，空间布局十分简约，众人向“老冯头”献上礼物的动作也被处理得自然流畅，结合了台步、云手等程式表演，既有舞台美感，又有生活气息。这些新场景的展现都是对生活动作加以提炼而完成的，亦达到了戏曲舞台动静相宜的效果。

　　另外，新剧目尤其是现实题材剧目，因为记录历史进程、讲述时代故事，所展现的内容都是当下的、新鲜的，观众也就不可能像欣赏传统老戏那样对剧情滚瓜烂熟，只管“闭着眼睛听戏”。比如，茂腔现代戏《党费》展现了女共产党员黄新带领战友与敌人斗智斗勇、最终英勇献身的故事；《失却的银婚》揭示了一位曾受百姓爱戴的干部在利益诱惑下跌入贪腐深渊、受到党纪国法严惩的历程……这些新剧目取材的角度较之传统戏更宏大、更丰富，在二度呈现中更需及时扩容舞台理念、技巧及手段。

　　从此种意义来说，新剧目创作还需要创作者从本剧种规律出发，走进人物内心世界、体验其所经历的喜怒哀乐，灵活调用语言、唱腔、身段、步法等为剧情服务、为塑造人物服务，同时，广泛向其他剧种及表演样式学习，吸收并内化为对本剧种、本剧目有帮助的新方法、新手段，才能更好地呈现“源于生活、高于生活”的艺术真实。（孙丛丛）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）