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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）

2022年车市大考：勉强及格******

　　经历4月与11月两个低谷期，2022年车市考卷勉强及格。1月10日，乘用车市场信息联席会(以下简称“乘联会”)发布数据显示，2022年乘用车市场累计零售量为2054.3万辆，同比增长1.9%，仅比乘联会此前给出的预测增长率高出0.1%。全年车市销量微增与燃油车承压不无关系，在购置税减半政策助力下，2022年燃油车零售量也未能迈过1500万辆关口，而新能源汽车再次成为稳定大盘增长曲线的关键。业内人士认为，汽车行业向电动化、智能化转型背景下，新能源汽车市占率持续增长，2022年可能成为未来车市销量结构调整的分水岭。

　　燃油车失守1500万辆关口

　　2022年，燃油车基盘松动。

　　数据显示，2022年乘用车累计零售量为2054.3万辆，同比增长1.9%，同比净增38.6万辆。应该说，2022年车市站上2000万辆及格线并不容易，由于外部因素影响，2022年3-5月乘用车零售量同比下滑高达103.1万辆。

　　为刺激汽车市场消费，财政部、税务总局发布《关于减征部分乘用车车辆购置税的公告》政策，对购置日期在2022年6月1日-12月31日期间内且单车价格(不含增值税)不超过30万元的2.0升及以下排量乘用车，减半征收车辆购置税。乘联会相关人士表示，购置税优惠政策启动后的6-12月，乘用车零售量同比增长145.2万辆。同时，购置税减半政策最后一个月，车市也迎来最后冲刺期。2022年12月，乘用车市场零售量达216.9万辆，同比增长3%，环比增长31.4%，这也是继2008年以来最强的12月环比增速。

　　不过，在购置税减半政策强力助推下，2022年车市仍以微增收官，是燃油车市场的整体承压。数据显示，2019年常规燃油车市场零售量为1968万辆、2020年为1818万辆、2021年为1716万辆，2022年仅为1487万辆，同比下降13%。其中，去年12月全国常规燃油乘用车(不含新能源车)零售量为153万辆，同比下降6%，低于上年6-9月同比增长6%的正增长态势。乘联会秘书长崔东树表示，“消费需求支撑力不足有待释放，政策仍需向燃油车中的节能车施以更大力度倾斜，在经济效应和环保要求两者之间寻求平衡”。

　　不过，燃油车下行的同时，新能源车出手托住车市增长线。数据显示，2022年新能源乘用车批发量为649.8万辆，同比增长96.3%；新能源乘用车国内零售量为567.4万辆，同比增长90%。值得一提的是，2022年新能源汽车市占率达27.6%，同比提升12.6个百分点。崔东树表示，在购置税减半政策下，新能源汽车不仅没有受到影响，反而持续走强。

　　自主品牌借电上位

　　新能源汽车销量持续攀升，也让自主品牌脱颖而出。

　　数据显示，2022年12月新能源汽车国内零售渗透率为29.5%，同比提升7个百分点。其中，12月自主品牌中的新能源汽车渗透率达51%；豪华车中的新能源车渗透率为22.8%；主流合资品牌中的新能源车渗透率则仅为4.9%。从月度国内零售份额看，12月主流自主品牌新能源车零售份额高达70.6%，同比增加11.4个百分点。

　　不仅市场份额提升，自主品牌新能源汽车出口量也持续增长。数据显示，2022年12月新能源乘用车出口量为7.4万辆。销量排行前三位分别为上汽乘用车、特斯拉中国和比亚迪汽车，单月出口量均破万辆。乘联会相关人士表示：“自主品牌在新能源汽车市场和出口市场获得明显增量，头部传统车企转型升级表现优异，比亚迪汽车、吉利汽车、长安汽车、奇瑞汽车等传统车企品牌份额提升明显。”

　　随着新能源汽车市场份额的提升，2022年车企销量座次排名也发生变化。根据乘联会公布的广义乘用车批发销量显示，2022年排行前三位的分别为比亚迪、一汽-大众和吉利汽车，2021年排行榜前两位则为一汽-大众和上汽通用。值得注意的是，2022年3月比亚迪已反超上汽大众，登上国内乘用车零售量排行榜第三位，这也是前三位中唯一一家新能源车企。而在2022年，比亚迪也正式宣布“断油”转型新能源车企。

　　据了解，在比亚迪的销量结构中，除纯电动车型外，混动、插电式混动等新能源车型也成为其摘得全年销冠的重要贡献者，而消费者对混动车型接受程度的提升，在乘联会的统计数据中也得到验证。数据显示，2022年12月纯电动乘用车批发销量为56.3万辆，同比增长33.6%；插电式混动乘用车批发销量为18.7万辆，同比增长127.1%，普通混合动力乘用车批发销量为6.48万辆，环比增长7%。

　　此外，在自主品牌新能源汽车销量提升下，高端市场格局也在改变。崔东树表示：“中国车市的高端豪华车主要为德系品牌。但在电动化浪潮下，近期高端豪华汽车市场中的新能源车型也表现较强，其中主力就是自主品牌，包括红旗、蔚来等。”

　　2月将迎车市开门红

　　尽管2022年车市销量同比增长仅为1.9%，但对于2023年的车市表现，乘联会方面依旧给出乐观判断。

　　乘联会方面预计，2023年新能源乘用车销量将提升至850万辆，总体狭义乘用车销量为2350万辆，2023年新能源渗透率将达36%。

　　对于新能源汽车市占率进一步提升，崔东树表示：“纯电动乘用车的产品覆盖从A00级到最高端，而燃油车由于受汽油机的技术约束，A0级和A00级的市场不断萎缩，A00级甚至基本为纯电动车型，这样导致燃油车的市场覆盖度低于纯电动车，因此纯电动车将有更广大的市场空间。”

　　此外，对于2023年1月是否能迎来车市“开门红”，乘联会方面认为，可能要等到2月车市才能进入增长期，而对于1月则给出“极度低迷”的判断。乘联会方面表示，虽然1月有18个工作日，但节前生产和销售时间仅有正常的60%。加上2022年12月的乘用车购置税减半政策退出和新能源车补贴退出前已经透支了1月的部分需求，因此对1月车市预期不高。

　　“每年1月的‘开门红’是地方政府和车企的共同努力方向，但由于经销商的库存依旧较高，春节前的补库力度不会特别大，因此1月的批发零售总体偏低。而2月车市应该能明显回暖，节后车市会有一波入门级消费者的购车潮。”崔东树表示，随着“新十条”的贯彻落实，城乡居民快速恢复常态化生活。春节后的生产生活应该会提早规划，这对春节前后的2月车市是很好的促进，2月才是真正的“开门红”。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）