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）

影视音乐：声画交响讲好人民的故事******

　　作者：王铁卫（东北师范大学音乐学院博士研究生）金士友（东北师范大学音乐学院教授）

　　“这世界有那么多人，人群里，敞着一扇门。我迷蒙的眼睛里长存，初见你蓝色清晨。”近两年，电影《我要我们在一起》主题曲《这世界那么多人》在线上线下爆火，感动了无数听众；“如果说，你曾苦过我的甜，我愿活成你的愿，愿不枉啊，愿勇往啊，这盛世每一天”，电影《我和我的父辈》主题推广曲《如愿》将影片传递的亲情与家国情唱进了观众的内心。而电视剧《山海情》片尾曲《花儿一唱天下春》、电视剧《人世间》同名主题曲等也随着电视剧的热播广泛传唱，直击人心。

　　电影电视是音画的艺术，音中有画，画中有音，声画交响共同成就影视精品。关于影视音乐，一代人有一代人的集体记忆，一代人有一代人的熟悉旋律。“北风那个吹，雪花那个飘……”《北风那个吹》歌声响起，电影《白毛女》的画面会浮现在很多人的眼前，当年徒步十里，拿着小马扎集体观影的记忆也会被瞬间激活；“你挑着担，我牵着马”“大河向东流，天上的星星参北斗”“滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄”……当这些音乐一一响起，是不是有种切歌就像翻相册的感觉，包括谁挑着担，谁牵着马都是在记忆中对号入座的。

　　音画交响造就的经典影视剧不胜枚举，留下来、传下来的经典影视音乐更是不计其数。然而，曾经有一个时期，影视音乐似乎并未跟上影视剧高速发展的步伐，配乐不少，能够流传的却相对有限，以至于不少人感慨新创精品影视音乐变少了。究其原因，“抢时效”“流量至上”等观念催生的浮躁乱象，带来了一系列不良后果。无论是对流量的过分倾斜，还是对影视音乐投资和创作时间的过度挤压，最终都会导致创作乏力，牺牲了作品的质量。此外，“跳过片头片尾”“倍速模式”等便捷键对影视音乐也会产生某种伤害，主题曲、片尾曲被直接跳过，插曲变形为奇怪的声波。如何破解这些难题，创造影视音乐新辉煌，“内容为王”“质量至上”仍是不二之选。

　　和前辈电影人、音乐人相比，我们缺什么呢？一不缺技术，二不缺设备，缺的是深扎民间的脚力，深挖传统文化宝藏的眼力，感悟地域音乐特色并凝练成精品的脑力，无数遍推倒重来的笔力。

　　总结老一辈音乐人的成功经验，对我们的创作大有裨益。在中国电影发展初期，一大批电影人、音乐人为音画艺术的繁荣作出了突出贡献。比如长春电影制片厂作曲家群体曾创作出大量具有浓烈民族色彩且流传至今的经典电影歌曲。不管是雷振邦为电影《冰山上的来客》作曲的《花儿为什么这样红》，还是刘炽作曲、乔羽作词的《让我们荡起双桨》《我的祖国》等，都始终激励着各族人民团结奋斗，成为重要的精神财富。就拿人民音乐家雷振邦来说，为了创作《花儿为什么这样红》，他在交通极其不便的情况下，几经辗转从东北到新疆，采风三月有余，水晶般的冰山、辽阔起伏的草原、雪白的羊群、牧羊人的歌声、途中听到的民歌舞曲等汇成灵感源泉，最终造就了这首不朽名曲。雷振邦引用俄国音乐家格林卡的名言来表达自己的心得：“真正创作音乐的是人民，作曲家只不过是把它编成曲子而已！”正因为他知道人民就是生活，在数十年的创作生涯中，他先后到过二十一个省、区、市，几乎跑遍了大半个中国。他脑海中积累了丰富的民间音乐语言，作品也自然像泉水般从心里流淌而出。多年来，他的作品传遍神州大地，浸润着亿万听众的心田，显示出长久的艺术生命力。这或许是当前电影人、音乐人值得学习的成功密码。

　　近年来，随着文娱领域综合治理的深入开展，影视圈更加风清气正。精品影视剧热播热映的同时，一批影视音乐受到广泛关注，部分影视剧主题曲、插曲的热度甚至超过了影视剧本身。这些“出圈”的影视音乐力作，不仅在声画交响上着力，同时还呈现出两个特点：一是坚持以人民为中心的创作导向，以人民的喜爱为最高标准，歌词、旋律直击人心，如亚洲流行音乐大奖2021“最佳影视歌曲”获奖作品《这世界那么多人》，一句“多幸运，我有个我们”把爱人、亲人，甚至陌生人的心凝聚在一起，面对困难，面对疫情，带给人无穷的精神力量；二是热情描绘新时代新征程的恢宏气象，唱响昂扬的时代主旋律，如电影《我和我的父辈》主题推广曲《如愿》，致敬父母一辈的奋斗与奉献，激励着新时代青年人传承父辈志愿，为实现中华民族伟大复兴的中国梦接力奋斗。

　　影视音乐一直以来都是文艺创作中的重要一环，与时代发展有着密不可分的联系，它承载着中华民族形象，绝不能脱离现实、脱离人民群众、只写一人悲欢。如今，随着科技的进步和文化的碰撞，影视音乐在多元化发展的同时，更要肩负起推动社会主义精神文明建设的重要责任。广大文艺工作者要认真学习和贯彻落实党的二十大精神，始终坚持“以人民为中心”的创作初心，坚持创造性转化、创新性发展，将社会主义核心价值观融入影视音乐的创作之中，根植于中国本民族沃土、立足于人民群众，努力创作出更多具有中国特色的优秀影视音乐。

　　此外，影视音乐还要讲好中国故事，尤其要讲好我们正在经历的时代故事。影视音乐既要满足广大人民群众的精神需求、反映人民群众的生活，也要满足时代的需要、反映时代发展的脚步。真正无愧于伟大时代的优秀影视音乐是能够产生文化价值的，是能够激起人民广泛共鸣的，能够让人民在其中获取更多的精神满足感、生活幸福感、民族自豪感，能够向世界展现可信、可爱、可敬的中国形象。

　　《光明日报》（ 2023年01月11日 13版）