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）

刘江：豪华落尽见真淳******

　　【文艺人物志】

　　作者：王笑妃

　　他曾执导《媳妇的美好时代》《老酒馆》《光荣与梦想》等众多脍炙人口的经典影视作品；从家庭情感到谍战、年代传奇、重大革命历史题材，不断突破自我，持续“高产”；他多次在重要奖项中斩获最佳导演奖，执导作品多次入选中宣部精神文明建设“五个一工程”奖。如今，他对自己不断提出更高要求，真实性成为他的首要追求。

刘江 光明图片

　　走进导演刘江的办公室，一面格子墙上摆着的各类最佳导演奖、最佳电视剧奖奖状和奖杯格外引人注目。初见刘江，他那圆脸大耳、和善喜庆的面相让人毫无距离感，几句寒暄后，采访也顺利展开。

　　最近刘江正在筹备谍战题材的电视剧《临渊》。“我希望将这部剧拍得更有质感、更真实一些，为此我们要充分了解那个年代的背景，在剧中无限接近、还原那个年代。”刘江的剧向来以现实主义创作手法见长，“五十知天命”后，他越发不能容忍拍摄中存在违背逻辑的虚假和夸张，真实性被他放在审美第一位。

　　“豪华落尽见真淳”，古人以此评价：陶渊明的诗歌摒弃了浮华的敷饰，便显露出真朴淳厚的本质。刘江导演的剧也如陶渊明的诗歌一般，洗尽铅华，以真实为底色，以真情打动观众。他坦言“如果镜头语言华而不实，我会不好意思”。

　　刘江毕业于北京电影学院表演系，曾做过创作型歌手，但他总觉得用歌词表达心声有些乏力，如雾里看花，终隔一层。1995年，刘江回湖南老家过年，电视里《北京人在纽约》中姜文饰演的王起明在工厂开业前的一段独白，让他看得如痴如醉。表演和剧作的魅力、戏剧的张力让他激动不已，他想到了过去在电影学院与视听语言朝夕相处的岁月。刘江意识到，歌词所能表达的只是一个窄面、一种情绪，而一个宏大的故事叙述更丰富、更有厚度，能更畅快地表达自己对社会、人生、人性的态度。如同在黑暗中航行的船只突然看见灯塔，毕业后一度迷茫的刘江从此有了锚定的方向，他打算当一名导演。他给父亲写了七页长信表决心：“儿子这次的决定是慎重而严肃的！成不成，我想不会回头了……”接下来就是长达四年的闭关苦读，刘江远离人群，背对杂音和质疑，如饥似渴地汲取影视知识。

　　2003年，著名制片人韩三平向刘江抛出了橄榄枝，邀请他拍摄了电视剧《铁血青春》。此后，《岁月》《局中局》《雪狼》《媳妇的美好时代》《黎明之前》，一直到最近的《老酒馆》《光荣与梦想》，刘江凭借着一部部家喻户晓的口碑佳作拿下飞天、金鹰、白玉兰三大国家级奖项的最佳导演奖，成为电视剧界导演奖的“大满贯”得主。

　　年轻时，刘江有时会为了戏剧性而在真实性上做一些让步。50岁之后，他宁愿牺牲一些戏剧性，也要在剧作中“存真”。他认为艺术“虚”的处理，必须建立在真实的故事、真实的人物动机和行为、真实的场景设置等“实”的底色之上，就像诗人济慈所说的“美即是真，真即是美”，又像中国古典诗学所说的“绝去形容，独标真素”，不用夸饰，至真即至美。

　　影视剧想接近真实，首先故事不能“悬浮”，人物的动机、行为要符合生活逻辑和物理规律。刘江会以真实性为尺，来质疑剧本，他总要追问一连串“为什么”。编剧有时会从戏剧性角度设置人物的语言和行为，但刘江会根据生活逻辑进行推理，遇到推理不通的，就反复和编剧探讨修改，直到剧里的人物都“讲人话、做人事”。

　　此外，场景和道具也要“求真”，尽量还原影视剧所处年代和人物生活的情景，才能让观众有代入感，正像卡夫卡所说“越是虚构的故事，细节处越要真实”。刘江坦言，自己和团队都是“强迫症”，都爱“找茬”。“剧里呈现给观众的只是冰山一角，背后的细节比如主角住的房子是哪年的，应该是什么样的质感？以主角的收入和积蓄，能住上海哪条街哪一处的房子？家具和人物的性格、审美是否匹配……都是要考虑的问题。”拍摄《温暖的甜蜜的》时，置景师下意识地想搭一个大房子，刘江立刻提出疑问：凭主角的身份，哪有那么多钱买大房子？在刘江的坚持下，换成了不便于架机器的“小房间”，但为了真实性，刘江宁可牺牲拍摄的便利性。

　　为了剧作真实的质感，往往要花更多时间精力和成本，所谓“大巧之朴”。为了还原《老酒馆》中关东山干饭盆的原始森林场景，刘江带着团队找到牡丹江临近边境的一处地点，每天出工要开车一个半小时，再走半个多小时。因为树林太茂密，山林里下午三点光就暗了，只能每天天还没亮就扛着沉重的摄影器材出发，和天“抢光”。这样“折腾”的故事在刘江的摄制组里时常发生，“我宁愿成本高点，也要给观众这种真实的代入感”。

　　“能动人者，惟在真切”，真情才能动人，那么如何在影视剧中拍出真情？刘江采用“将心比心”的方法，他本身是同理心很强的人，也擅于观察生活，“我比较细致、敏感，容易被感动，疫情时看逆行者的新闻就常‘以泪洗面’。”在《光荣与梦想》中，刘江就决定破除符号化的烈士形象，拍出烈士们的“真情”。剧中杨开慧在弥留之际，仿佛看到毛泽东向她走来，便是刘江“将心比心”的安排。刘江母亲去世时，他没能赶回去，母亲在走之前却总和别人说“刘江回来了”。“因为她太思念我了才产生幻觉，人性是相通的，所以我想杨开慧在临终之前，可能也会有这样的思念。”电视剧播出之后，有很多烈士的后代打电话给刘江，告诉他看到这一幕“哭得不行”。

　　摒弃华而不实的镜头语言，拂去夸张甚至虚假的“戏剧性”，用真心、真诚，认真地拍摄真实、真情的故事，是刘江如今的艺术追求。他将继续以真为善，为观众带来更多“豪华落尽见真淳”的佳作。

　　《光明日报》（ 2023年01月11日 13版）