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）

上海：新型现代警务机制提升超大城市安全能级******

　　2022年，上海警方共打掉电信网络诈骗黑灰产团伙260余个，抓获犯罪嫌疑人4500余名。　上海警方供图

　　中新网上海1月10日电 (记者李姝徵)高水平的安全保障了国际化超大城市的繁华，也是城市能级和核心竞争力不断提升的关键。来自第三方的调查显示，2022年度上海公众安全感和公安工作满意度两项数据连续第10年实现“双提升”。

　　2022年，上海公安机关以“一平台、三体系”新型现代警务机制为牵引，持续推进风险隐患清零、精准打击犯罪、便民政务服务等工作，不断提高人民群众安全感、满意度，推动城市安全向更高水平迈进，为上海在新征程上继续当好改革开放排头兵、创新发展先行者保驾护航。

　　主动除隐患，实现事前预防治理

　　“老于，最近你店里有没有一个年轻人来卖电瓶车”“有有，你这里也有吗”“这么巧，我这里前几天也来过”……“平安商户联盟”微信群内这段聊天内容引起了民警的注意，该群内商户大多是电动自行车经销商。金山分局金山卫派出所当即组织警力对该情况开展循线排摸，成功侦破一起连环盗窃电动自行车案件。

　　上海警方全力优化便民服务模式，推出了一系列便民利民的改革举措。　上海警方供图

　　上海公安机关努力推动公共安全治理模式向事前预防转型，依托“动态隐患清零”主动防范体系，积极打造特色品牌，通过在全市范围内推广“平安屋”及“平安商户联盟”建设，不断提升城市治理现代化水平。截至2022年底，已建成“平安屋”2100余个、组建“平安商户联盟”队伍270余支，日均参与值守群防群治力量1.2万余人，延伸了主动发现隐患的触角。

　　闵行分局浦锦路派出所人民调解室内，两位纠纷当事人在民警、调解员和律师的帮助下握手言和，一起因长期漏水引起的邻里纠纷就此解决。

　　上海警方在全市范围推广派出所、司法所、律师事务所“三所联动”纠纷调解模式，将矛盾最大限度化解在基层。　上海警方供图

　　邻里、家庭等矛盾纠纷潜伏性较强，久而久之可能会引发治安甚至刑事案件。对此，上海公安机关坚持新时代“枫桥经验”，发挥社区民警“平安建设的组织者”作用，积极发动辖区内群防群治力量共同滚动排摸邻里、家庭等矛盾纠纷，力争做到及时主动发现。同时，在全市范围推广派出所、司法所、律师事务所“三所联动”纠纷调解模式，将矛盾最大限度化解在基层。2022年，共化解矛盾纠纷63万余起。

　　武宁南路武定路路口，施工人员正在调整地面车道的标志标线，现场疏导交通的静安分局交警支队一大队大队长张稳对记者说道，“近期，我们通过对各重要路口车流的分析研判，重新调整相关路口的交通标志标线，让居民出行更加安全。”

　　道路一旦发生拥堵极易引起交通事故和安全隐患，超大城市的交通拥堵现象一直是全球性的难题。上海公安机关运用“易的PASS”等智能交通分析系统，实时分析比对大车流情况，不断优化调整道路交通标志标线。通过主动优化各大拥堵路段、路口的交通标志标线，有效缓解了道路通行状况，极大挤压了交通隐患滋生的空间。2022年，共优化调整各类交通标志标线780余处，全市交通事故同比下降31.2%。

　　精准打犯罪，保障经济向稳向好

　　“世界杯刚刚落下帷幕，在球迷享受精彩赛事的同时，我们对‘赌球’等违法犯罪行为开展了专项打击整治。”治安总队治安行动队副支队长薛文渊介绍，11月中旬以来，上海警方紧盯网络赌博线索，主动巡查、精准研判各类信息，坚决铲除赌球窝点、斩断渗透链路、摧毁组织体系，净化了社会治安环境。截至目前，全市公安机关共侦破赌球刑事案件26起，查获涉案赌资1300余万元(人民币，下同)。

　　在严打网络赌博犯罪的同时，上海公安机关依托“分类统筹集约”精准打击整治体系，深入开展“砺剑”系列专项行动，全力攻坚电信网络诈骗、侵犯知识产权等突出违法犯罪，保障全市经济社会向稳向好发展。

　　3名“90”后同租一屋竟申请4根网线，原来是为远在国外的诈骗分子提供语音通话技术服务......近日，奉贤警方开出了上海自2022年12月1日《反电信网络诈骗法》施行后的行政处罚首单，具有“帮信”违法行为的3名“90”后分别被处以罚款5000元。

　　电信网络诈骗之所以如癣疥之疾般难以根除，与其背后庞大黑灰产利益链的支撑密不可分。2022年，上海公安机关紧盯电信网络诈骗犯罪新动向，全链条打击为诈骗分子非法提供通信、网络技术支撑和非法转账洗钱的黑灰产团伙，共打掉电信网络诈骗黑灰产团伙260余个，抓获犯罪嫌疑人4500余名，电信网络诈骗案件破案率持续上升、发案数持续下降。

　　当下深受广大年轻群体喜爱的剧本杀竟也有假货？近日，上海警方联合相关行政执法部门，成功侦破全国首例侵犯剧本杀著作权案，抓获盗版印刷、网络分销、线下门店等全环节犯罪嫌疑人39名，捣毁仓储、销售窝点15处，涉案金额达5000余万元。

　　经济形势的不断变化，导致危害市场秩序安全和市场主体权益的经济犯罪日益凸显。对此，上海公安机关不断紧密与市文旅局、市版权局等行政部门的合作，强化精准预警、精准打击、精准处置能力，严查严打严防各类侵犯著作权犯罪。针对此类犯罪跨地域、团伙化的趋势特点，坚持跨省作战、深挖严打，全力维护一流营商环境。2022年，全市公安机关已侦破侵犯著作权类案件60余起，抓获犯罪嫌疑人160余名，涉案金额17.7亿余元。

　　便民优服务，提高人民生活品质

　　“这项政策真是太方便了，我们夫妻不用特意请假回老家给儿子报出生了，在上海就可以直接打印儿子的《居民户口簿》，太感谢了！”在上海工作生活的江苏籍居民周先生，仅用1分钟就在派出所为自己新出生的儿子成功打印了《居民户口簿》信息，成为“长三角区域跨省(市)新生儿入户服务”由“缴旧寄新”到“直接打印”转变升级后的首位受益群众。

　　2022年，上海公安机关全力优化“一口受理、联动审批、快捷收付、一网通办”的便民服务模式，推出了一系列便民利民的改革举措。

　　“现在无犯罪证明可以直接全程在手机上申请、出示，简直太方便了。”在松江分局方松派出所窗口民警指导下学会线上申请的李女士喜笑颜开。

　　围绕“足不出户能办事，跑路最多只一次”目标，上海公安机关以“互联网+政务服务”为基础，推动公安政务服务从线下窗口向网上办事转型。以市民群众最常开具的户籍证明和有无犯罪记录证明为例，自上线以来，这两张证明累计在线开具270余万张，减少群众跑动270余万次。

　　为解决群众急难愁盼问题，在“可办能办”的基础上向“好办快办”目标转变，上海警方充分发挥公安数据治理应用优势，牵头开发了公安电子证照制证和调用系统，全量归集制作了身份证、户口簿等63类9500余万张电子证照，市民群众可以通过“随申办”亮证使用。同时，警方积极拓展电子证照应用场景，先后推出电子证照在宾馆住宿、路面交通查验等场景中的应用。

　　除了各项便民举措，上海警方持续推出优化营商环境的举措，试行“浴场”“宾馆”和“网吧”等3个行业“一业一证”改革，探索建立“一证准营”的行业综合许可制度，将多张许可证整合为一张“行业综合许可证”，最大限度释放改革红利，让经营者更加坚定扎根上海的决心。(完)