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）

太惋惜！胡鑫宇自缢身亡，青少年心理健康如何呵护？******

　　文/赵斌

　　2023年2月2日，江西省、市、县联合工作专班在上饶市铅山县召开新闻发布会，通报胡鑫宇系自缢身亡。发布会上还公布，胡鑫宇2022年9月到致远中学就读后，因学习成绩不佳造成心理落差，加之人际关系、青春期冲动带来的压力，造成了他失踪前心理状态失衡，有明确的厌世表现和轻生倾向。

　　如何应对孩子的厌学、厌世情绪，呵护青少年心理健康？

　　看懂这些预警可以挽救孩子！

　　北京同仁医院急诊科副主任医师、国家二级心理咨询师岳春河在接受中新社国是直通车采访时说，“小孩子把活啊、死了的挂嘴上”“哭着打电话说不想上学”“挺内向的孩子，好像突然开朗了，甚至有些聒噪”这些往往不被重视的现象，极有可能是孩子走在极度危险边缘的预警，甚至是向家长发来的最后求救。

　　上海长征医院心理科副教授、副主任医师、中国医师协会心身医学分会青年委员潘霄认为，要避免悲剧发生，需要了解青少年在作出极端行为前的四个阶段。

　　潘霄称，这四个阶段分别为情绪低落期、求援窗口期、绝望期和绝望之后的实施期。

　　情绪低落期源于父母离婚等家庭问题、遭受霸凌等学校人际关系问题、成绩下降等学习问题导致的情绪低落。这一状态如果长时间持续，会非常痛苦，进而产生“活着没意思”等想法，但这一时期是宝贵的援助窗口期，青少年会有求援、呼吁关注的表现。比如和朋友说、向家长或老师求助、寻求心理咨询等。也会出现自杀前的言行征兆。

　　一旦错过这个时期，青少年就会从求援窗口期进入绝望期，很难通过心理咨询等一般手段拉回来。进入绝望期，原则上必须从医学角度根据实际情况给出医学治疗方案，比如住院、服药治疗等，才能有较好的效果。

　　他表示，青少年自杀前的预警可从两个方面去发现和判断：言语方面和行为方面。

　　言语方面：

　　1、暗示。如，没我更好、没有我会怎样、活着或人生好麻烦、活着没有价值和意义等消极厌世类情绪语言；

　　2、明示。如，不想活了、想死了、我死了你不要后悔、再这样我就去死等明确地表达出死的意愿。即便是孩子偶发性无心说出，也要引起注意，及时做心理评估。

　　行为方面：

　　1、抑郁表现。出现“三低”，即情绪低落、思维迟缓、行为减少；

　　2、突然变化。本来内向或外向，性格突然转变；

　　3、突然离家出走，不告而别；

　　4、有自伤、自残行为，比如用刀划自己手臂，拿头撞墙等表现；

　　5、孩子突然无端出现不舒服。尤其是内向敏感型青少年，不愿意沟通，潜意识压抑负能量导致头疼等身体不舒服；

　　6、厌学，不做作业，成绩快速下降。

　　潘霄表示，青少年言行有上述特点就应该引起重视，如果同时具备多个表现，要高度警惕青少年已患有严重的心理健康问题。

　　如何呵护孩子心理健康？

　　潘霄认为，发现青少年有轻微的心理健康问题，或者难以解决的情绪问题，首先要找到学校的心理老师、心理咨询工作室或者医疗机构做评估，以确定问题的程度，进而获得解决方案。

　　问题严重时，这些机构的专业人士会建议家长及时送医。经过多年发展，中国医疗界在治疗心理、精神方面的问题和疾病的水平值得信赖。

　　岳春河认为，日常教育中，家长的有效沟通和陪伴对青少年心理健康至关重要。家长应尽量少用成年人的思维去干预甚至控制孩子，要站在孩子的角度与之共情，了解孩子的内心。此外，还要注意帮助引导孩子建立自我评估体系，让孩子学会平衡内在与外在评价体系，从根本上减轻外界对孩子心理的负面影响，避免产生自我否认感。

　　岳春河举例，如果把夫妻比喻成各自是一个圆，这两个圆重叠的地方就是孩子心理空间的天地。如果家长离婚，一定注意不要互相否定，这种否定即便不当孩子面说，孩子也能感受到，会给孩子的心理带来负面影响。

　　潘霄认为，学校配备的专业心理老师一般会按要求教孩子怎么处理负面情绪以及心理问题，包括学业压力、人际冲突、家庭关系的处理等。家长也要注意青少年的逆商培养(AQ)，学会如何处理挫折和重振信心。可以多参加有竞争性、有输赢的体育活动、军旅主题的夏令营，一些培养抗逆力的户外活动，要让孩子有抗逆训练，学会面对挫折感。

　　潘霄还提醒，要避免孩子接触一些不良引导的游戏和漫画。家长也要注意加强青少年心理建设的科普学习。同时媒体尤其是自媒体不要渲染涉及自杀的名人、舆情事件，给社会营造一个良好的舆论氛围。

　　全社会应形成合力

　　呵护青少年心理健康，老师和家长的专业知识储备至关重要，但仅凭这些可能还不够。

　　北京市二十一世纪幼儿园总园长朱敏在接受中新社国是直通车采访时建议，应由政府主导、部门协同，构建学校、家庭和社会三位一体的防范青少年自杀屏障。例如，可由政府部门牵头，组织专家和专业教师一起研发生命教育课程；加强家校沟通，及时发现青少年的消极情绪并有效干预，确保自杀预防工作的正常运转；构建遍布全国的心理危机社会支持网络和自杀干预网络，建立自杀预防专门机构，如心理诊所、心理热线等。

　　朱敏认为，通过借鉴美国、英国等在青少年心理健康方面的成功经验，可考虑以心理健康专业的高校、研究机构为专业主导，与学校尤其是经济欠发达地区、留守儿童相对较多地区的学校对接，针对青少年相关心理问题给出解决方案，再结合实际案例反馈到研究当中，不断形成具体的标准、做法、经验以更好指导实践。