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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）

酒类产品仅靠包装赢市场行不通******

　　本报记者 孟刚 文

　　近期，上海市市场监管局对该市酒类产品进行了商品包装监督抽查，发现标称贵州茅台酒厂(集团)保健酒业有限公司生产的茅台不老酒(配制酒)包装空隙率不合格。事实上，2021年小糊涂仙、郎牌、杜康4批次酒类产品也因为包装空隙率项目不合格，被上海市市场监管局通报。

　　记者梳理发现，空隙率不合格成为酒类产品包装不合格的主要问题。业内人士认为，酒类产品过度包装是酒业阶段性的产物，随着法律法规不断完善以及酒类消费趋向品质化、理性化，酒类过度包装问题将加速得到解决。

　　空隙率不合格问题常见

　　上海市市场监管局近日在官网公布了《2022年上海市酒类商品包装物减量(过度包装)监督抽查结果》，本次监督抽查依据GB 23350—2009《限制商品过度包装要求 食品和化妆品》(以下简称2009版标准)、JJF 1244—2010《食品和化妆品包装计量检验规则》等标准要求，对包装空隙率、包装层数、包装成本与销售价格比率项目进行了检验。结果显示，50批次抽检中有1批次不合格：标称贵州茅台酒厂(集团)保健酒业有限公司生产、上海文峰千家惠超市发展有限公司销售的的茅台不老酒(配制酒)包装空隙率不合格，规格型号为500毫升，生产日期为2021年7月9日。

　　记者了解到，贵州茅台酒厂(集团)保健酒业有限公司是茅台集团全资子公司，其官网显示，公司成立于1984年。

　　茅台集团近日回应《中国消费者报》记者称，此批次产品系保健酒业公司此前生产的总经销产品，已经对该批次检验不合格产品全部召回处理，并将整改后的包装重新送检。

　　近年来，酒类过度包装问题不时出现，且多为包装空隙率不合格。例如，2021年5月，上海市市场监管局公布的2020年上海市酒类商品(过度)包装监督抽查结果显示，四川省古蔺郎酒厂有限公司、汝阳杜康酿酒有限公司、贵州小糊涂仙酒业有限公司等厂商生产的酒，包装空隙率均被查出不合格。而在2016年、2017年，原上海市质量技术监督局多次发布的饮料酒商品包装监督抽查结果也显示，多批次名酒品牌旗下产品因包装不合格被通报，不合格项目均为包装空隙率。

　　所谓包装空隙率，是指商品包装内不必要的空间体积与商品销售包装体积的比率。根据2009版标准规定，饮料酒的包装空隙率应≤55%。另外，根据规定，当内装产品所有单件净含量均不大于30毫升或30克，其包装空隙率不应超过75%；当内装产品所有单件净含量均大于30毫升或30克，并不大于50毫升或50克，其包装空隙率不应超过60%。

　　过度包装是阶段性产物

　　记者发现，此前，一些名酒企业的主打产品也会出现过度包装问题。但市场监管部门近年来发布的抽检结果显示，酒类过度包装问题多见于非名酒或者名酒的贴牌开发产品。

　　中国酒业智库专家蔡学飞表示，酒类过度包装现象长期存在，原因并不复杂，因为酒类产品重要的消费场景就是社交，在社交场景下，“高大上”、新奇的包装在一定程度上被认为是产品本身价值的体现，所以，过度包装问题在酒类收藏市场和礼品市场上长期存在。

　　酒类营销专家肖竹青也认为，食品行业过度包装主要体现在月饼、保健品行业，尤其是养生保健产品过度包装现象更为严重。而一些酒企为彰显品牌价值，也喜欢用“高大上”的包装博取顾客眼球，特别是在贴牌定制酒领域。

　　资料显示，20世纪90年代，一些名酒企业开始在包装上进行创新，酒类产品的包装造型、结构呈现出差异化的新态势。

　　蔡学飞表示，对于一些品牌影响力不强的企业来说，可以通过较为繁复的外部包装设计来提升整个产品的价值感，从而提高产品溢价，支撑较高的价格。“但确实应该看到，通过过度包装实际上解决不了产品价值问题，只能是白酒发展阶段性的产物。随着理性消费意识崛起，过度包装外显性价值其实在大幅下降，酒类过度包装已经成为非理性消费的代表，正在逐渐被市场淘汰。”蔡学飞说道。

　　包装附加值将大幅降低

　　目前，酒业特别是白酒行业进入总量萎缩、消费需求迭代升级、市场竞争逐步加剧的新发展阶段，对酒企和产品提出了更高的要求。

　　2021年，市场监管总局、国家标准化管理委员会联合发布了新修订的GB23350—2021《限制商品过度包装食品和化妆品》，新标准涵盖31类食品、16类化妆品，包括茶叶、酒类等，将于2023年9月正式实施。具体到酒类产品包装上，规定酒类包装层数应≤4层、包装空隙率≤30%、必要空间系数为13。

　　蔡学飞告诉《中国消费者报》记者：“随着国家相关政策的调整，以及消费者理性消费、环保意识不断增强，酒类过度包装问题正在不断改善，比较有代表性的就是简装酒或者光瓶酒的出现。”

　　肖竹青也认为，如今，消费者购买行为趋于理性，更多消费者越来越认同可以省略酒包装，选择光瓶好酒成为一种潮流。

　　蔡学飞表示，酒类消费最终还是会回归到产品品质本身，包装的附加值将大幅降低，这也是符合酒类品质化消费、理性消费的一个大趋势。

　　肖竹青则认为，消费者指定购买和持续复购，一定是对产品有良好的消费体验。只有重视品质体验和品牌提升的酒企，才能真正满足消费者的需求，才能走得更远。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）