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）

一题而三命意的《伶官传序》******

　　作者：詹丹

　　欧阳修的史论名篇《五代史伶官传序》分别在中开头、中间和结尾，出现了三处观点句，即：

　　盛衰之理，虽曰天命，岂非人事哉

　　忧劳可以兴国，逸豫可以亡身

　　夫忧患常积于忽微，而智勇多困于所溺

　　对此，虽然有人曾提出哪一处是中心句的疑问，但也有不少学者把三处观点作了归并处理。如流行甚广的朱东润主编的《中国历代文学作品选》有关这篇作品的题解，就把三处观点整合在一起加以论述道：

　　这篇文章是把“庄宗之所以得天下与其所以失之者”作为教训，说明“忧劳可以兴国，逸豫可以亡身”，“祸患常积于忽微，而智勇多困于所溺”，指出一个王朝的兴亡主要决定于人事，在当时历史条件下，有其进步意义。

　　而陈必祥在《欧阳修散文选集》题解中论及此文时，把第一处观点句称为“全文的主旨”，把第二处称为“结论”，又把第三处称为揭示“带有更普遍意义的教训”，是“扩大和深化了主题”。只不过用换一种说法，依然对三处观点句作了归并处理。

　　不过，吴小如在1980年代论及该文的主题时，一方面归并处理了三处观点，但更重要的，他还有着深入一步的看法：

　　这篇文章的主题归纳起来不外这三层意思：首先是盛衰治乱兴亡之理，由于人事而未必由于“天命”，这是一篇的主干。其次，所谓“人事”，主要表现在两个方面：即“忧劳可以兴国，逸豫可以亡身”和“祸患常积于忽微，而智勇多困于所溺”。

　　虽然吴小如在提出主题的三层意思的同时，对内部关系做出了逻辑分析，认为第一处观点句“人事”是主干，后两处是“人事”的具体表现，大致体现出“总-分-分”这样的逻辑关系。但我的看法稍有不同。

　　从逻辑分类看，后两处的观点，确实都属于“人事”的范畴。但从观点的抽象到具体的递进程度或者说从“人事”的普遍性到特殊性看，其间的关系又是步步深入的。

　　由于第一处提出的观点“盛衰之理，虽曰天命，岂非人事”中的“人事”毕竟没有具体内涵，所以这是在一个宏观角度，提出了与“天命”相对的观点，来构成盛衰之理的具体内涵。也就是说，相对于纷繁复杂的“人事”来说，这个概念本身是抽象而又空洞的，只是当作为与“天命”对等的一个概念，把传统的认同“天命”的观念也向“人事”有所转向，才有其具体的针对性。

　　也正因为“人事”概念本身的抽象和空洞，所以它反倒像虚位以待的框架，可以容纳丰富的内容。其实，庄宗之所以失天下的原因本来就复杂，《旧五代史》在庄宗本纪最后评价说：

　　然得之孔劳，失之何速？岂不以骄于骤胜，逸于居安，忘栉沫之艰难，狥色禽之荒乐。外则伶人乱政，内则牝鸡司晨。靳吝货财，激六师之愤怨；征搜舆赋，竭万姓之脂膏。大臣无罪以获诛，众口吞声而避祸。夫有一于此，未或不亡，矧咸有之，不亡何待！

　　其罗列出的林林总总，所谓“咸有之”，正说明了这一点。当然“伶官传序”似乎更突出其重点，所以在林林总总的“人事”中，强调了人的行为上的“忧劳”和“逸豫”这一组概念对比。这样就把抽象的宏观的“人事”递进到相对具体的中观层面。这当然是有庄宗的具体行为可以呼应的，这里且举一事为例。

　　《新五代史》有记录说：

　　同光三年夏，霖雨不止，大水害民田，民多流死。庄宗患宫中暑湿不可居，思得高楼避暑。宦官进曰：“臣见长安全盛时，大明、兴庆宫楼阁百数。今大内不及故时卿相家。”庄宗曰：“吾富有天下，岂不能作一楼？”乃遣宫苑使王允平营之。宦者曰“郭崇韬眉头不伸，常为租庸惜财用，陛下虽欲有作，其可得乎？”庄宗乃使人问崇韬曰：“昔吾与梁对垒于河上，虽祁寒盛暑，被甲跨马，不以为劳。今居深宫，荫广厦，不胜其热，何也？”崇韬对曰：“陛下昔以天下为心，今以一身为意，艰难逸豫，为虑不同，其势自然也。愿陛下无忘创业之难，常如河上，则可使繁暑坐变清凉。”庄宗默然。终遣允平起楼，崇韬果切谏。宦官曰：“崇韬之第，无异皇居，安知陛下之热！”由是谗间愈入。

　　在这里，身为一国之主不顾民间疾苦而只想着自己安乐，庄宗过往忧劳与当下逸豫的鲜明对比，成为一种身体的真切感受，而不听忠臣进谏、尽受小人蛊惑，常常又是关联在一起的。《资治通鉴》也记录了这一史事，胡三省加注感叹说：“郭崇韬之言，其指明居养之移人，可谓婉切，其如帝不听何！”

　　此外，观点句中，“兴国”和“亡身”对举，“国”和“身”还有互文足义的意思，所以文章最后提出庄宗“身死国灭”，就有了词语肌理上前后呼应的连贯性。

　　值得注意的是，虽然庄宗后来的“逸豫”事例斑斑可举，但文章从《尚书》中的“满招损谦受益”引出该文的观点句“忧劳可以兴国，逸豫可以亡身”，还是说明这种现象具有相当普遍性。这样，把这种虽然具体但依然普遍的观点，推进到庄宗个人境遇的特殊性，也就是作为“序”而指向“伶官传”的特殊性，所谓“忧患常积于忽微，而智勇多困于所溺”，这是呈现第三处观点句的意义所在。相对第一处的宏观和第二处的中观来说，这第三处的观点句，就是微观了（尽管结尾的“岂独伶人也哉”一句，显示了作者也努力要把这种特殊的微观回扣到普遍性中）。

　　在以“宏观”“中观”和“微观”理解三处观点句的递进关系时，我们都是以“人事”为立论前提的。在这过程中，作者所谓的“虽曰天命”一句，似乎被抛到了一边。我们固然可以说，作者强调了人事的重要性的同时，并没有完全否认“天命”的存在，但其向下文延伸的肌理性关系，似乎已经被我们无视。我们没有意识到，在其论述的递进过程中，那种似乎已经隐身的“天命”意识，其实际内涵已悄然发生了改变。

　　许多人在强调第二处观点句时，无意中遗漏了“忧劳可以兴国，逸豫可以亡身”的后一句“自然之理也。”而这似乎从“人事”中逸出的，这不能被主观世界完全掌控的普遍性、规律性之理，以颇为“自然”的方式出现，使得我们忽视了其存在。而这，恰恰是能够跟同样不受人的主观控制的“天命”互为相通，形成一种肌理性联系。

　　日本学者沟口雄三在谈到唐代向宋代有关天的观念变化时，认为是从“天谴的天向天理的天的变化”，也就是“主宰者的天向理法的天的变化”。唐以前的人们习惯认为，作为主宰者的天似乎有着人格意志，可以借助自然灾害，对君王犯下的错事做出谴责，以提醒君王纠正过错，所谓“天谴事应”。此类观念到宋代已经受到了不少学者的挑战。欧阳修和宋祁主持编撰的《新唐书》，就讨论了“天谴事应”的问题，并对此有所质疑。在“五行志”中，认为后世之人是在“曲说而妄意天”，所以他们编写的体例就“著其灾异，而削其事应。”而《五代史伶官传序》中提出不受人意控制的自然之理，正是从“天命”向“天理”过渡的桥梁。当天理内在于人事中（这被沟口雄三称为“欧阳修的天地人之理”）得到理解，成为一种规律时，认识到这种规律、这种天理的存在其实只是一件稀松平常的事。不过，当人们总是通过自己的言行来反复证明这个规律的存在，不断重蹈覆辙时，才是一件使人不胜感叹的事，也难怪欧阳修会在他的史论中，常常劈头就感叹一声：“呜呼！”

　　（作者单位：上海师范大学光启语文研究院）