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）
影片《原野》追忆——记南海影业公司第一部故事片******
金兆龙
影片《原野》中的主要演员。1981年，中国新闻社创办的南海影业公司第一部电影故事片《原野》摄制完成，在社会上引起了极大的轰动。时光流水，此事已过去了31年，现将当时摄制这部影片的前前后后有关情况追忆如下。
中新社电影业务始于上世纪50年代，当时仅限于拍摄一些介绍中国大陆的风光纪录片、地方戏曲片以及侨乡面貌的影片供旅居海外的广大侨胞观看。进入上世纪80年代，中国改革开放为广大侨居海外的侨胞和港澳同胞回到祖国探亲观光提供了极其便利的条件。为此，中新社的电影业务内容也随之发生了变化。当时中新社主管电影部工作的吴江副社长十分关心电影部的改革和发展，根据廖承志同志关于侨务外宣工作的指示精神，提出了拍摄电影故事片的设想。吴江副社长找来当时电影部的导演凌子，共商电影故事片的拍摄工作。经过一段时间的酝酿，决定将著名剧作家曹禺先生的话剧《原野》搬上银幕。影片《原野》由中新社电影部凌子导演，并请来了北京电影制片厂著名电影摄影师罗德安担任摄影。影片的其他摄制人员从北京和长春电影制片厂暂借。电影部由我和伊铁士，吴青青，付铮等人分别参加了该部影片的导演组和摄影组工作。
1980年的初夏，我们摄制组一行来到了黑龙江五常县一个偏僻的林区小镇——山河屯。外景地之所以选择在这里，是因为这部影片中有许多场戏需要在成片的桦树林中拍摄，我们摄制组在那里得到了山河屯林业局的大力支持与协助。
摄制组在林区拍摄期间，生活条件十分艰苦。特别是在夏季，林区有一种蚊子，俗称小咬，这种蚊子叮起人来十分厉害，就连上厕所也会向你发起进攻，当时摄制组许多人都被叮得全身红肿。每天清早大家带上一些干粮一拍就是一天，即使有时送饭也十分简单。辛苦一天工作下来，浇上一桶黄黄的井水就算洗了一个澡，马上又投入到第二天的准备工作。即使这样大家也都毫无怨言，因为拍摄出一部好的影片是大家共同的心愿。
摄制组的到来，为山河屯这个小镇增添了许多欢乐。每次拍摄时，总吸引着周围众多的居民前来观看，因此维持拍摄现场秩序成了一大难题。记得在拍摄娶亲这场戏时，需要一些群众演员，消息一传出，就招来了大批的应征者，这些从未上过镜头的群众演员，在表演上是那样的朴实、自然。一次，剧中需要找一个演侦缉队长的群众演员，找了半天，找到了中新社在剧组担任会计的韩海滨，通过拍摄这组镜头，他居然还找到演戏的感觉，并迷恋上了演员的工作。
东北的冬季是严寒的。进入11月份，漫天的大雪纷纷而至，外景地被厚厚的积雪所覆盖，这种天气为拍摄工作带来了重重困难。从驻地到外景地，为了运输众多的摄影器材和道具，必须在厚厚的积雪中开辟出一条道路，再加上外景地积雪的清扫，使得制片部门的工作十分繁重。寒冷的天气也给演员的表演带来了很大的困难，演员为了戏中的需要，在零下十几度气温仍要穿着单衣拍摄。特别是扮演白傻子的演员两只胳膊还要裸露在外，冻得他满身起了鸡皮疙瘩，有时不得不喝上几口白酒来御寒。对于外行人来说，人们都觉得当演员好风光，但演员为艺术吃苦的精神却鲜为人知。
东北冬季的寒冷和缤纷的大雪使得我们摄制组不得不挥师南下，来到湖南长沙。在潇湘电影制片厂的大力支持下，在摄影棚里完成了剩余镜头的拍摄工作。
在影片拍摄过程中，我们剧组多次登门拜访《原野》的原作者、戏剧大师曹禺先生，征求他对电影剧本和拍摄的意见。曹禺先生对自己早期的作品《原野》搬上银幕十分关注，并就影片的艺术创作不时地与导演和演员交换看法。影片双片(送审片)完成后，他不但认真地观看了全片，还十分仔细地提出了一些修改意见。
影片《原野》摄制完成后，在社会上引起了很大的轰动，人们都争着先睹为快。由于没有公开放映，只是在内部试映，所以总是难以满足众多观众的要求。随着影片《原野》在社会上影响日益扩大，这部影片的风波也是一起接着一起。其中议论最多的就是谣传《原野》有两个版本。此事甚至引起政界高层的关注，并调看了此片。作为该片的剪辑之一，我对此事最有发言权，因为每拍摄一批镜头，冲印出来后，都要经过我进行分场编号和初剪，在我的视野中从未见过社会上谣传的镜头，我想这些谣传可能就是因为影片中有场男女主角所谓的“床上戏”引起的。其实这场戏导演处理得很含蓄，比起现在一些影视片在表现这类戏时，要文明得多，也严肃得多。
影片《原野》得到了廖承志同志亲切的关怀和支持，1981年10月，影片《原野》即将在香港上映，时任全国人大常委会副委员长的廖承志亲切接见了即将赴香港参加首映式活动的影片导演凌子，男女主角杨在葆、刘晓庆以及兼任南海影业公司总经理的吴江副社长。在接见中，廖公勉励他们要多和港澳文化界人士发展友谊，进行艺术交流。廖公还对他们说，《原野》一片将会受到海外华侨和港澳同胞的欢迎，并希望他们继续努力，拍出更多的好影片。
影片《原野》在香港上映期间，受到了香港同胞的热烈欢迎，香港的媒体好评如潮。《华侨日报》载文称“《原野》叫好又叫座”。《新晚报》评论说“《原野》是一部非常严肃、文学性很强的影片”。《大公报》和《明报》都刊出影评，赞扬男女主角演技高超。《南北极》杂志发表专文称，“《原野》是文革以来最出色的中国电影”。
影片《原野》在国际上也受到了极大的关注，应意大利电影艺术协会的邀请，导演凌子携片前往意大利参加了威尼斯电影节，并获得了“最受推荐影片”奖的荣誉。
值得一提的是，电影《原野》因种种原因一直到1987年2月才获准在国内公映，但仍受到广大观众的欢迎和喜爱，在第十一届电影“百花奖”评选中，该片荣获最佳故事片奖。
时值31年后的今天，回忆起中新社第一部电影故事片《原野》摄制历历在目，记忆犹新。影片《原野》第一次将中国新闻社南海影业公司推向社会，亮相于中国电影界。随后南海影业公司又推出了《精变》、《春桃》、《老店》和《北京故事》等一批杰出电影作品，走过了一段辉煌的历程。
(历史资料)
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