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)
直播带货藏“猫腻”,售假治理需多方合力******
◎新华社记者 邵鲁文
近年来,网络直播带货日渐兴起。在一些直播间内,低廉的商品价格、主播极具诱惑性的销售话术,让不少消费者怦然心动。
然而,一些直播带货的商品看似物美价廉,背后却可能潜藏制假售假的“猫腻”。各地公安、市场监管等部门已查处多起通过直播平台售假案件,其中不少案件涉案金额超过千万元。
服装、配饰是“重灾区”
记者发现,服装、配饰等是直播售假的“重灾区”。此外,酒水类售假也屡见不鲜。山东德州警方近期查处一起通过直播带货销售假茅台酒案件,涉案金额巨大,而犯罪嫌疑人用于制作假酒的基酒每斤成本只有8.5元。
直播售假已成为网购中不容忽视的问题,不少“网红”也曾因售假问题被监管部门处罚。2020年,有消费者质疑某主播团队成员在直播间售卖的燕窝是糖水。广州市场监管部门对相关人员作出责令停止违法行为、罚款90万元的行政处罚。
而在黑猫投诉平台,消费者针对电商直播平台的投诉已达万余条,涉及商品以次充好、虚假营销、售卖假冒伪劣产品等多方面问题。
常用套路有迹可循
多名办案民警表示,围绕销售假冒伪劣产品,网络主播的一些常用套路有迹可循。
在山东菏泽警方破获的一起通过电商直播销售冒牌服装的案件中,犯罪嫌疑人采用大量营销手段宣传产品,并用话术诱导消费者。菏泽市公安局食品药品与环境犯罪侦查支队支队长方辉杰说,犯罪嫌疑人直播前会在多个社交平台进行新款产品的预热,甚至花钱购买流量引流,直播间几乎每次都有上万人观看。在销售过程中,以“大牌尾单”“工厂原单”等名义,利用部分消费者贪图便宜的心理,销售价格比正品便宜很多的假货。
业内人士告诉记者,不少售假团伙甚至还总结出多种固定套路。例如,在推销产品时,常常用“全部是内部渠道弄到的货,要是假货我还用那么麻烦吗?”“费力搞到货别人却不领情,这种心情你懂吗?”等话术营造找到货源不容易的感觉。而在鼓动消费者下单时,常常会使用“一共30单就上一分钟”“错过就再也没有了”“这个价格就上这一次,一会恢复原价”等说辞。
一些主播在直播平台上长期售假,也凸显出平台自身存在监管盲区。德州市公安局德城分局食品药品与环境犯罪侦查大队民警马恒说,查处的销售假酒案件中,犯罪嫌疑人曾在直播间连续直播卖货多时,仅一个月就销售假酒2000多箱。
中消协在《2022“双11”消费维权舆情分析报告》中提到,在“双11”转型升级、商品与交易逻辑再梳理的渐进过程中,平台与商家的规则边界意识还有待强化。
平台方监管责任需落实
记者注意到,一些平台已经采取措施,对直播售假行为进行治理。2022年9月,抖音电商就曾发布关于“三无商品”的专项治理公告,对销售无产品名称、无生产厂厂名、无厂址商品的商家进行严厉打击。此外,2022年11月10日,抖音电商还公布“打击售卖劣质羽绒服专项行动”阶段治理成果,封禁违规羽绒服商品33491件,清退相关店铺522个,处罚相关商家596个。
受访专家认为,假冒伪劣产品的生产和销售,影响了正常的经营秩序,也侵害了相关品牌企业的切身利益,同时侵犯了消费者权益,亟须严肃治理。中国人民大学商法研究所所长刘俊海说,借助直播平台售假现象增多,凸显出对这一新兴领域的监管尚存不足。2021年5月,国家互联网信息办公室等七部门制定的《网络直播营销管理办法(试行)》开始施行。相关监管部门应秉持对假货“零容忍”的态度,严肃查处各类制假、售假行为,保护消费者合法权益。
2022年3月,国家互联网信息办公室、国家税务总局、国家市场监督管理总局发布《关于进一步规范网络直播营利行为促进行业健康发展的意见》,进一步明确了平台方的监管职责。
“各互联网平台需要进一步压实自身责任,对于入驻的电商经营者尽到主体资格审核义务,在保障消费者权利的同时,这也是促进自身业务增长的方式之一。”中消协律师团律师李斌认为,各大平台要做到严格落实监管,引导入驻商家恪守诚实信用原则,确保守法合规经营。
多地公安和消保部门也发出消费提示,呼吁消费者不断提升自我保护意识和风险防范能力,尤其是避免盲目冲动,做到科学消费。遇到消费纠纷时,及时向相关部门提供线索,维护自身合法权益。