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）

按照“乙类乙管”要求救治病人******

　　国务院联防联控机制1月9日就第十版诊疗方案有关情况举行发布会，国家卫健委医疗应急司司长郭燕红表示，诊疗方案是指导临床医务人员对新冠病毒感染者进行诊断治疗的专业性和技术性规范，确保临床治疗的同质化水平，保证诊疗效果。第十版诊疗方案的核心理念就是对新冠病毒感染按照常规“乙类乙管”的传染病管理方式进行病人管理和救治。

　　临床救治强化关口前移

　　第十版诊疗方案颁布实施以后，引起了社会广泛关注。对此，郭燕红介绍，第十版诊疗方案主要对以下内容进行了调整：一是在收治措施方面，不再要求病例进行集中隔离治疗。新冠病毒感染者可以根据病情需要，选择居家治疗或者到医疗机构就诊，各级各类医疗机构都可以接诊新冠病毒感染的患者。二是在出院标准方面，不再要求对核酸进行检测。临床医生可以根据患者的疾病诊治要求，特别是基础病情况和临床症状等，对其进行综合研判后决定是否出院。

　　“在临床救治方面，一是强化关口前移，对于轻症病例也要早期介入，特别是对一些高龄、合并基础性疾病的患者，更要加强关口前移措施的应用。二是进一步规范重症患者的诊疗，完善了相关预警指标。三是坚持中西医结合。四是强化了新冠病毒感染与基础性疾病共治的理念。”郭燕红介绍，在诊断标准上，将新冠病毒的抗原检测阳性纳入诊断标准，主要考虑是抗原检测对病毒载量高的感染者有非常好的检测灵敏度。同时，抗原检测非常方便，简单易行，方便感染者在家里进行自测。

　　郭燕红特别提醒，从感染者的角度，即便不做核酸，出院以后也要注意做好个人防护，居家观察，以不参加社会面活动为妥。

　　进一步优化“临床分型”

　　第十版诊疗方案中取消了普通型，增加了中型，为何做出这样的改变？郭燕红指出，从疾病的临床表现来看，普通型一般是代表了疾病最常见、典型的表现。目前流行的奥密克戎变异株，病毒的致病力逐渐减弱，而且疾病的临床特点也发生了比较明显的变化。大多数感染者是上呼吸道感染，发生肺炎的比例大幅度降低。因此取消了普通型，增加了中型。

　　她介绍，中型的定义是持续高热大于3天，在静息状态下吸空气的指氧饱和度要大于93%，影像学可见特征性的新冠病毒感染肺炎表现，但是它比重型，也就是氧饱和度小于93%的程度要轻。

　　第十版诊疗方案规定，根据感染者病情的严重程度，分为轻型、中型、重型和危重型。“这样更加符合临床实际，有利于医务人员对患者的病情进行综合研判，并给予综合的治疗措施。”郭燕红表示。

　　那么，对新冠病毒治疗的重症病例如何分类呢？北京大学第一医院感染疾病科主任王贵强介绍，第十版诊疗方案明确，将新冠病毒感染的重症病例定义为由新冠病毒感染导致的肺炎为主要表现的重症病例；基础病加重、诱发基础病等，作为基础病或其他疾病导致的重症病例。

　　王贵强表示，针对新冠病毒感染肺炎导致的重症，强调呼吸支持，包括早期的氧疗、俯卧位、气道管理等。同时，重视非呼吸衰竭导致的重症病例，包括基础病的综合救治。

　　中医治疗对重型、危重型增加随症用药方法

　　“对新冠病毒感染实施‘乙类乙管’后，中医治疗部分也按照这个要求进行了调整。”国家中医药管理局医政司司长贾忠武指出，一是保持了延续性。当前新冠病毒感染的中医的核心病机并没有发生变化，仍属于中医“疫”病，因此保留了九版方案经过临床检验行之有效的主要内容。二是体现了针对性。当前新冠病毒感染患者多数表现为上呼吸道感染，部分患者有肺部感染的症状，一些恢复期的患者有咳嗽症状比较明显的特点，对此，方案分别增加了“疫毒束表证”“阳气虚衰，疫毒侵肺证”“寒饮郁肺证”内容，以更好地满足临床救治的需求。三是增强了实用性。重型、危重型部分增加了随症用药方法，这在九版方案中是没有的，总结出多种临床常见的症状并提出了具体方药，方便临床医生特别是非中医专业的临床医生参考使用。

　　针对一些公众反映核酸以及抗原转阴以后仍然有遗留症状的情况，北京中医医院院长刘清泉介绍，第十版方案非常关注核酸转阴后康复的治疗，根据奥密克戎变异株的临床特征，提出了三种状态的治疗方案：一种是针对感染后出现的乏力，同时又伴有脾胃虚弱，中药推荐用经典的六君子汤来治疗；第二种是乏力的情况下，同时容易出汗、心慌、胸闷，推荐沙参麦门冬汤、竹叶石膏汤进行治疗，能很好地缓解症状；第三种是针对咳嗽、痰少、嗓子不舒服，甚至有堵塞的感觉，推荐射干麻黄汤作为代表方进行治疗。此外，还可采用针灸以及推拿的治疗方法。（记者 金振娅）