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）

小小绣针 绘就彝乡致富增收的“锦绣图”******

　　本报记者王长山、林碧锋、王安浩维

　　蓝天白云下，喂着鸡、带着娃、绣着花、养着家，用手中的一针一线，绣你心中的诗和远方……在云南楚雄彝族自治州，彝家女子世代传承着指尖上的艺术——彝绣，把精美的马缨花、山茶花、羊角纹等元素绣在服饰上，让美丽在生活中绽放。近年来，当地做足“指尖文章”，多措并举推动彝绣“绣品变产品、秀场变市场、绣片变名片”三大转变，成为群众增收、推动乡村振兴的一个重要渠道。5.7万名绣娘、530多户彝绣经营户、2亿多元产值……广大群众用一针一线绣出幸福图景。

　　亮艺术

　　鲜花绽放，歌声嘹亮。永仁县莲池乡查利么村村民李如秀和姑娘们身着彝族传统服饰，载歌载舞迎接远道而来的客人。这个660多人的彝族小村庄户户搞刺绣，衣服上的美丽图案源自指尖……60多岁的李如秀提起彝绣就打开话匣子。

　　彝族刺绣历史悠久，凝聚了彝族的历史文化，主要以黑、青等色为底，配以黄、红、绿等色，具有技法粗狂、色彩浓烈的特点，是彝族民间艺术中的一颗璀璨明珠。当地人说，彝族姑娘“会拿针就会绣花”，刺绣是她们相伴一生的技艺。

　　在永仁县中和镇直苴村，每年农历正月十五，村民们换上新衣，来到中心广场，参加盛大的“赛装”。这一习俗传承1300多年，被誉为古老的“乡村T台秀”。“日月星辰、花鸟虫鱼等常会出现在刺绣作品中，并穿在身上。”李如秀说，我们都会彝绣，每人都拥有好几套美丽的衣服。

　　小时候，父母背着她去赛装，母亲刺绣时在一旁看，8岁学会刺绣，12岁绣衣服穿……和其他村民一样，彝绣已成为李如秀生活不可分割的部分，熟练掌握8种绣法的她参加过50多次赛装节。

　　2004年，李如秀当选永仁县刺绣协会会长，忙着传承保护、宣传推介、培养挖掘人才。2020年以来，许多村民跟着李如秀学刺绣，她的女儿余坤瑶大学毕业后，在县城开了彝绣工作室，其作品融入现代时尚元素，深受年轻人青睐。

　　为推动赛装节发展，帮助村民发展产业，当地政府采取培养绣娘、举办走秀活动、在京沪等大城市推广彝族服饰等措施，全县1.2万余人参与刺绣。2017年，永仁县城彝绣一条街对外开放，展销彝族刺绣，进行赛装节表演。

　　如今，彝乡儿女的作品从偏远山沟走上了国际舞台。带有彝绣元素的服装曾精彩亮相纽约时装周秀场。李如秀2022年从县文化馆退休，但她觉得传承彝绣工作不能停。

　　“李如秀是彝绣产业中的代表人物，全州有绣娘5.7万人，许多绣娘靠彝绣增收。”楚雄州委常委、州委宣传部部长李汶娟说，全州有国家级彝绣传承人1人，省级彝绣传承人5人，州级彝绣传承人31人，获得彝绣专业技术职称434人，其中高级技师105人。

　　未来，楚雄州计划在楚雄师范学院等学校设立彝绣专业，培养复合型彝绣人才。李汶娟说，推进刺绣技术职称评定，成立彝绣专家工作站，打造彝绣专家智库，力争到2025年培养引进5个以上国家级工艺大师，让指尖上的艺术发扬光大。

　　推创新

　　手艺传递美好；制作“摸得到温度”的民艺创意产品；跨界、创新……这是大姚县彝绣人樊志勇秉持的理念：传统技艺要传承，更要适应时代而创新发展。

　　樊志勇自小在“人人都会刺绣”的环境中耳濡目染，她喜欢绘画和手工，大学学习产品设计，2007年毕业后回到家乡成立云南纳喜文化创意开发有限公司，注册品牌“纳苏”，以“公司+基地（协会）+绣女（会员）”模式直接带动126名绣娘、辐射带动300多名绣娘参与彝绣。2019年，樊志勇和大家携手完成长70米、高1.5米的“神州锦绣”彝绣长卷。

　　这些年来，樊志勇致力于传统工艺在现代生活中的传习创新运用。许多国际知名企业都找樊志勇制作融入彝绣元素的商务礼品，“时尚”“跨界”成为她作品的新标签：绣有彝族纹样的笔记本，文化味十足；普通的T恤绣上网络流行语，包装盒是纸质档案盒，深受年轻人喜欢……截至2021年底，公司完成彝绣纹样的收集整理560例，深度开发50例。

　　几年前，她发起“幸福指尖计划”：组织设计师，在既往数据的指导下，根据不同地域的文化特色做产品研发，从线上线下平台预售，再用订单培训绣娘，帮助她们获得收益，并且免费复训。

　　公司组织刺绣、电商、营销培训累计覆盖近万人，从业者月收入从培训前的八九百元升至3000元左右。最近，公司参加一项创业大赛获得全省第一名。樊志勇说，希望以此让非遗传承，帮助绣娘手艺变现，助力乡村振兴，推动彝绣文化复兴。

　　据介绍，彝绣产业文化支撑力不断增强。楚雄彝族服饰列为国家级非物质文化遗产，彝族刺绣列为省级非物质文化遗产，直苴彝族女式服装获得国家专利，全州完成1056个绣娘数据库建设。李汶娟说，加强绣娘培训和订单争取，把千家万户的小生产与千变万化的大市场连接起来，为增加农村绣娘收入、优化乡村产业结构、推动乡村振兴作出贡献。

　　“蓝天白云下，喂着鸡、带着娃、绣着花、养着家……手艺传递美好。”樊志勇始终坚持这样的理念。

　　增收入

　　“这套彝族盛装服饰，绣满马缨花，很漂亮。”回忆起多年前自己被打动的情景，张丽琼眼里依然放着光。2004年，州博物馆讲解员张丽琼被庆典上的彝绣服装震撼。此后，受从事彝族文化研究工作的丈夫影响，慢慢熟悉彝绣，在楚雄成立彝彩服饰工作室，开始彝绣之旅。

　　张丽琼工作室“技艺高超”，州内各县市客户都来订服装，年产值40多万元。她也通过拜师学艺，提升自身刺绣技艺，学会多类裁剪工艺。2014年，她辞职开彝绣公司。目前，彝绣产品达8个系列150多种。

　　现在，她把更多时间用于非物质文化遗产彝绣产品传承和开发，抢救保护彝族服饰与收藏彝绣经典、研发彝族文化主题文创产品等工作。作品《彝家欢歌》展现了身着彝族服饰的群众踏歌起舞，反映欣欣向荣、五谷丰登、六畜兴旺的景象；清朝土司彝族百褶裙十分精致，绣法是把一根丝线分成32份，比头发丝还细……在彝彩服饰工作室里，她收藏的刺绣精品丰富多彩，观者连声赞叹。

　　永仁县莲池乡村民李济雁5岁开始学刺绣，2020年成立永仁巧娘刺绣有限公司，有50多名绣娘，采用订单式生产，2022年产值80多万元，每位绣娘年收入超2万元；李晓丽经营着永仁华锦彝绣有限公司，她说，订单来自上海等地，产值150多万元……现在，越来越多群众投身彝绣产业。

　　楚雄州彝族刺绣产业规模不断扩大，产业集聚度不断提高。全州有彝绣协会（合作社）56个，彝绣经营户538户，其中年产值超500万元的企业12户。“已投入省州文化产业专项资金3000余万元，产业产值从2012年的0.2亿元增至2021年的2亿多元。”李汶娟说，多措并举推动彝绣绣品变产品，秀场变市场，绣片变名片，从“指尖艺术”转化为“指尖经济”。

　　闯市场

　　紧盯架子上的绣布，双手灵巧地走针……在南华县七彩彝绣文化有限公司生产车间里，村民李国秀正专注刺绣。“小时候就会，平针、打籽针、乱针等针法都很熟练，来公司后，又学了很多。”已是车间主任的她带着70多名绣娘，赶制将销到沿海地区的绣品。

　　“刺绣改变了我的生活。”李国秀说，每个月靠它收入6000多元，还能照顾家，绣品被很远地方的人喜爱，很自豪。

　　被彝绣改变的还有公司董事长丁兰英：来自红土坡镇，受母亲影响学会彝绣，后在村子里开刺绣店，经营欠佳；便决定出村学习服装设计和加工，2006年她返乡重操旧业，2014年创办刺绣加工厂，2021年3月成立公司，旗下1个加工厂、8个扶贫车间，2000多名绣娘在家门口就业。

　　更大的变化是产品远销福建等地，订单规模不断变大。如今，丁兰英已是云南省非物质文化遗产传承人，掌握70多种彝绣针法。2020年，公司实现多元化产品开发，研发手提包、笔记本、披肩等300多个种类的1000多个产品，销往国内外，年生产性收入1500多万元。

　　十多年前，东南大学与南华县确立定点帮扶结对关系。南华县民族刺绣产业与民族文化传承发展工作专班组长曲栩说，学校自2017年开始帮扶南华彝绣产业，从产品设计、品牌营销、绣娘培训等方面倾力，挖掘产业潜力。

　　东南大学联系引入公益基金12万元专项助力彝绣文化传承；累计投入彝绣技能培训资金82.5万元，累计培训绣娘千余人次；选派学校艺术学院师生为南华设计200多个彝绣产品，帮助建设南华彝绣文化网站、产品售卖网店，提升品牌形象。学校还投入250万元，援建南华彝绣馆，实施南华彝绣特色乡村营造项目。“东南大学师生帮设计的28种新产品，特别受欢迎。”丁兰英说，产品的色彩、图案都很时尚。现在，她的女儿陈海燕也成为县级彝绣非遗传承人，负责公司产品创新，设计的产品时尚、简洁。

　　小小绣花针挑起大产业。楚雄州打造从生产端到市场端的彝绣特色文化产业链，专门组团到福建开展彝绣招商合作，“山海”牵手，助力彝绣企业“走出去”。打造产业孵化的“彝绣园”、公共品牌标识“彝绣识”和产业“彝绣标”，以及楚雄绣娘和纹样两个“彝绣库”；推出优惠贷款“彝绣贷”和旨在降低物流成本的“彝绣邮”，以及保证消费者买到纯手工制作的彝绣精品的“彝绣保”……李汶娟说，塑品牌，拓影响，做大沿海地区订单，拓展海外市场，靠双手绣出乡村振兴美丽图景。