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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）

3斤肉上桌只剩1斤多店家称是正常现象******

　　□ 本报记者 张守坤

　　“我们点了3斤肉，结果菜端上桌之后重量只有1斤多。从店员到厨师再到老板都说菜品缩水是正常现象。”

　　在天津工作的张文(化名)不久前和几位朋友一起来到一家铁锅炖吃饭。店内富有东北特色的装修和座无虚席的大厅让张文对菜品充满期待，但等到菜上了桌，张文感觉到不对。

　　张文告诉《法治日报》记者，他们点的3斤肉包括1斤鸡肉、2斤鹅肉，服务员把菜倒进锅里后，分量一眼看上去就不对，而且只能看到鸡头和鸡爪。“我们刚开始以为是饭店少上了鹅肉，便叫来服务员询问情况。服务员表示菜品已经上全了，还找来了厨师，厨师说这些肉都是他刚刚炒过的，鹅肉鸡肉都在不会有错。”

　　最后，饭店老板也来了，坚持说菜品没有任何问题：“我们的肉分量都是足的，只是生肉变成熟肉的过程中会缩水，1斤生肉制成菜品可能在6两左右，这都很正常，不信的话可以去后厨看。”但当张文真准备去看时，老板却又借故离开，摆摆手说“店里生意忙，不要再闹了”，还说多送他们一份花卷和贴饼。

　　“这样看来，3斤肉熟了后可能只剩一半，缩水多少全由老板说了算，根本不公平。”张文说，除了肉量少，肉的“内容”也让他们感到不满。“锅里鸡脖鸡头鸡屁股都有，还有全是白膘的带皮鹅肉，真正能吃的没多少。”

　　缺斤短两、菜品缩水、以次充好、掺杂水分……张文就餐时遇到的糟心情况并非个例。北京市民孙洋(化名)不久前来到一家蒸汽石锅鱼店就餐，在选鱼时，老板不仅将桶和里面的水一起称重，结账时本来3斤多的鱼，却按4斤计算收费。

　　近日，海南省三亚市综合行政执法局发布多批旅游市场整治典型案例，就有商家擅自偷换消费者提供用于海鲜加工的活鱼、在销售皮皮虾的过程中存在掺杂水分、缺斤短两等情况。

　　中国法学会消费者权益保护法研究会副秘书长陈音江向记者介绍，类似这种“缩水”的缺斤短两行为，是餐饮界不够诚信守法商家的借口。不只是肉，很多食材煮熟后都会严重缩水，餐饮机构作为专业一方，生熟关系应当提前进行说明，或者在菜单上标明，顾客要求对菜品进行查看，称量时也应配合，充分保障消费者的知情权和选择权。

　　陈音江举例说，假如消费者要了一份炒鸡，结果全是或者大部分是鸡头鸡脚这样的边角料，明显不符合一般人的消费习惯，属于以次充好，涉嫌侵犯消费者的知情权和公平交易权。

　　中国政法大学副教授、中国法学会商法学研究会理事兼副秘书长朱晓娟认为，就餐中的消费者权益保障问题是关系民生的重大问题，各方应共同打造和维护安全、合理、公平的就餐质量、环境与秩序。

　　朱晓娟建议，商家要树立长线思维，诚实守信，应该依照餐饮行业惯例对就餐食材的计量方式等进行明示告知。对于行业协会而言，应该针对餐饮消费中反映的普遍问题进行针对性行业指引，出台自律管理细则，引导餐饮行业建立并执行合理的行业惯例，要求餐饮企业对事关消费者合法权益的相关事项进行必要的解释与说明，做到让消费者明明白白消费，充分发挥行业协会的引领作用。

　　北京瀛和(三亚)律师事务所执行主任张华认为，监管部门除了关注餐饮经营企业的许可、卫生条件等硬件外，对于餐饮消费中损害消费者权益的问题应进行主动监管，采取抽查、约谈等方式进行事前事中的防范与规制，对于有关投诉，要及时回应与处置。

　　在江苏省法学会经济法研究会理事长、江苏大学法学院副教授杜乐其看来，有关部门应加大信息化管理力度，比如某餐厅出现欺诈行为，就要第一时间将此餐厅的信用记录发布在官方网站或者公众号。同时监管部门可以加强对投诉的途径和方法的宣传力度，提高消费者的维权意识和能力。

　　“还应规范餐厅菜单和发票的设计，实现信息对称。菜单、发票的设计要规范、全面，比如注明菜肴的名称、分量、价格以及原料的规格；在客人结账时提供规范的发票，发票上有菜肴名称、单位、单价以及总价，这样如果消费者遭遇欺诈，发票就会成为一个有力的证据。只有充分实现消费者与经营者的信息对称，才能最大限度地防止消费者被欺诈。”杜乐其说。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）