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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）

农业强国建设之路，如何行稳致远？******

　　【思想茶座】

　　编者按

　　全面推进乡村振兴、加快建设农业强国，是以习近平同志为核心的党中央着眼全面建成社会主义现代化强国作出的重要战略部署。近日，习近平总书记在中央农村工作会议上发表重要讲话，系统阐述建设农业强国、加快推进农业农村现代化、全面推进乡村振兴的一系列重大问题，为新征程上做好“三农”工作指明了前进方向。

　　今年是全面贯彻落实党的二十大精神的开局之年，做好“三农”工作意义重大。如何认识农业强国的深远意义，怎样建设农业强国？光明智库特邀专家学者就此对话。

　　本期嘉宾：

　　张琦 北京师范大学中国乡村振兴与发展研究中心主任、北京师范大学中国扶贫研究院院长

　　仇焕广 中国人民大学农业与农村发展学院院长

　　钟钰 中国农业科学院农业经济与发展研究所产业经济研究室主任

　　司伟 中国农业大学经济管理学院院长

　　主持人：

　　本报记者 张胜

　　1.既是全局支撑，也是关键环节

　　光明智库：强国必先强农，农强方能国强。农业强国在社会主义现代化全局中的地位是怎样的？

　　张琦：农业强国既是整个社会主义现代化的全局支撑，也是关键环节。首先，农业是强国之基，是关乎百姓饭碗和农民生计的基础性产业。只有把饭碗牢牢端在自己手中，稳住“三农”基础，才能在现代化强国之路上行稳致远。其次，加快建设农业强国是提高我国农业竞争力的必然要求。党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央始终坚持把解决好“三农”问题作为全党工作的重中之重，推动农业农村发展取得历史性成就。与此同时，我国农业农村仍然存在短板弱项，农业竞争力相较于发达国家而言仍有较大提升空间。

　　钟钰：农业是关系一个国家人民生命安全和生存安全的重要部门，正如习近平总书记强调的，“保障粮食和重要农产品稳定安全供给始终是建设农业强国的头等大事”。对于我们这样一个人口大国来说，加快农业强国建设将使粮食安全之路越走越稳健。在建设农业强国进程中，重头戏是提升农业核心竞争力。

　　仇焕广：农业强国是社会主义现代化强国体系不可或缺的重要组成，农业强国建设的质量决定了全面建设社会主义现代化国家的成色。只有把提高农业综合生产能力放在更加突出的位置，全方位夯实粮食安全根基，才能为全面建设社会主义现代化国家提供更加坚实的保障；只有坚持农业农村优先发展，补齐农业农村发展短板，扎实推动乡村产业、人才、文化、生态、组织全面振兴，才能尽快实现新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化“四化”同步发展。

　　司伟：需要看到，农业部门与国民经济联系越来越紧密，也比以往更容易受贸易、汇率、利率等宏观经济波动的影响。面对世界百年未有之大变局，只有依靠自己力量端牢饭碗，“手中有粮”才能“心中不慌”，从而更好应对外部挑战，为实现第二个百年奋斗目标奠定坚实基础。

　　2.走具有中国特色的农业强国建设之路

　　光明智库：建设农业强国为何要体现中国特色？农业强国应该强在哪些方面？

　　仇焕广：首先，中国农业资源禀赋丰富，但人均资源短缺，人多地少的基本国情要求我们在建设农业强国过程中始终把保障粮食和重要农产品稳定安全供给作为头等大事，必须走保量、保质、保生态的道路。其次，中国农耕文明源远流长、博大精深，建设农业强国必须赓续农耕文明，继承和弘扬中华优秀传统文化。最后，中国具有鲜明的“大国小农”特征，“人均一亩三分地、户均不过十亩田”的小农生产方式长期存在，推动小农户与现代农业有效衔接是建设农业强国的必经之路。

　　钟钰：走具有中国特色的农业强国之路，既要尊重国际上农业强国建设的一般规律，又必须立足自身实际，体现千年的农耕文明特质和中国制度优势，找准突破重点。一是确保供给保障能力强，必须坚持立足国内，守住粮食等重要农产品稳产保供底线；二是确保科技装备强，依靠科技进步推动农业劳动生产率和土地生产率提升，依托生物技术、装备技术、数字技术、绿色技术等赋能农业高质量发展；三是确保经营体系强，走多样化差异化的经营发展道路；四是确保产业韧性强，提升产业链供应链的抗风险能力及稳定性，筑牢农产品有效供给“防御系统”。

　　张琦：建设农业强国，必须实现供给保障强、科技装备强、经营体系强、产业韧性强和竞争能力强，特别是要依靠科技和改革“双轮驱动”。一方面，必须加快实现高水平农业科技自立自强，加强农业关键核心技术攻关，支持农业领域重大创新平台建设，强化农业科技人才队伍建设。另一方面，必须持续深化农村改革，巩固和完善农村基本经营制度，创新农业经营形式、经营主体等，为农业强国建设注入更强动力。

　　司伟：由于国情不同，建设农业强国没有现成的答案和可供全盘模仿的对象，需要我们不断探索。首先，依托发达科技提高农业生产率，形成强大的农产品供给能力，保障国家食物安全和居民营养健康需要；其次，有良好的农业基础设施、完善的农业支持政策，以应对农业经营的自然风险和经济风险；再次，注重发展可持续农业，提升农产品的品质和价值；最后，打造在全球农产品市场上有影响力和话语权的跨国农业企业。

　　3.依靠自己力量“端牢饭碗”是关键

　　光明智库：保障粮食和重要农产品稳定安全供给始终是建设农业强国的头等大事。需要在哪些方面着力？

　　钟钰：一是要树立和践行大食物观，构建多元食物供给体系，满足多样化品质化食物消费需求。二是要持续提升农业综合生产能力，扭住耕地和种子两个要害，坚决守住18亿亩耕地红线，逐步把永久基本农田全部建成高标准农田，把种业振兴行动切实抓出成效，把关键品种牢牢攥在自己手中。扎实推进新一轮千亿斤粮食产能提升行动，确保国家粮食安全基础更加稳固。三是要健全种粮农民收益保障机制，让农民从现代经营方式变革中获得更大增效，用政策补贴等方式让种粮农民增加转移性收入。四是要在增产和减损两端同时发力，坚持开源与节流并重，深入推进产运储加消全链条节粮减损，强化粮食安全教育，反对食物浪费。五是要坚持开放合作，一方面，遵循“适度进口”的国家粮食安全战略，持续优化粮食贸易结构与进口节奏；另一方面，推动全球农业贸易体系的韧性与稳定性建设，为国内食物生产转型与调整营造宽松的外部环境。

　　张琦：要依靠自己力量端牢饭碗。始终坚持以我为主、立足国内、确保产能、适度进口、科技支撑的粮食安全方针，深入实施“藏粮于地、藏粮于技”战略，持续提升粮食和重要农产品供给能力。健全种粮农民收益保障机制和主产区利益补偿机制，调动地方政府重农抓粮、农民务农种粮的积极性；同时，统筹利用国内国际两个市场、两种资源，掌握粮食进口的主动权，主动融入全球粮食供应链，推动大型农业企业走出去，深度参与国际农产品产业链分工，提高粮食国际供应链的安全性和稳定性。

　　司伟：完善“价格、补贴、保险”三位一体的农业支持政策体系，健全粮农收益保障机制，稳定农民种植收益；健全主产区利益补偿机制，严格考核粮食安全党政同责，督促各地真正扛起粮食安全责任；落实最严格的耕地保护制度，强化农田基础设施建设，提高水土资源利用效率；依靠科技提高玉米、大豆两个品种的单产水平与自给率。

　　4.解决加快农业强国建设的动力问题

　　光明智库：依靠科技和改革双轮驱动加快建设农业强国，应当如何做？

　　司伟：农业强国必是农业科技创新强国。总体上看，我国农业科技创新整体水平已经迈入世界第一方阵，继续为全面推动乡村振兴、加快农业农村现代化提供强有力的科技支撑，要从技术创新源头和产业链条发力，协同推进科技创新和制度创新。一是夯实基础，持续完善与农业强国建设相适应的科技投入体系，引导农业系统转型升级。二是补足短板，继续推进制约农业强国建设的关键核心技术攻关，实现成果转化效率和成果应用成功率双提升。三是建立优势，加快培育壮大适应农业强国建设的新产业新业态，拓展农业产业链价值链。四是营造环境，从推动动力、成果转化、技术应用和技术提升等方面着手，为农业科技创新提供制度保障。

　　钟钰：一方面，要依靠科技进步转变农业生产方式，加快提升农业科技自立自强研发创新能力，尽快突破关键领域“卡脖子”难题；另一方面，要把处理好农民与土地的关系作为主线，在尊重农民意愿、保障农民权益的基础上，设置多种差异化的退地补偿方案，逐步完善城市和农村社会保障制度，保障农户进城后的长远生计。

　　仇焕广：在科技方面，要发挥新型举国体制优势，推动科企深度合作，鼓励企业通过多种方式集聚资本，引导发展潜力大的农业企业实现产品互补和规模经济，大力提升我国农业科技水平。在改革方面，要扎实做好第二轮土地承包到期后再延长三十年工作，确保大多数农户原有承包权保持稳定、顺利延包，维护广大农户的承包权益，稳慎推进农村宅基地制度改革试点，让广大农民在土地制度改革中分享更多成果。

　　张琦：一方面，要持续推进农业科技创新，推动农业科技装备全领域突破。发挥新型举国体制优势，构建梯次分明、分工协作、适度竞争的农业科技创新体系，全面提升创新体系整体效能。另一方面，围绕重点领域和关键环节，深入推进农村改革和制度创新，将强化集体所有制根基、保障和实现农民集体成员权利同激活资源要素相统一，破除妨碍城乡要素平等交换、双向流动的制度壁垒，激发农业农村发展潜力。

　　5.坚持系统观念，高质量全面推进乡村振兴

　　光明智库：全面推进乡村振兴是新时代建设农业强国的重要任务。如何全面推进产业、人才、文化、生态、组织“五个振兴”？

　　钟钰：在“五大振兴”目标任务中，产业振兴是龙头、人才振兴是支撑、文化振兴是内蕴、生态振兴是要求、组织振兴是保障，要统筹部署、协同推进。其中，产业振兴是重中之重。要立足农业产业特征，做好“土特产”文章，有效开发农业多种功能、乡村多元价值。同时，着力推进农村一、二、三产业深度融合发展，不断延伸和升级农业产业链、价值链，提高农业综合效益和竞争力，助推农业高质量发展。

　　仇焕广：乡村人才振兴既要培养本土人才，又要吸引各界人才。比如，加快培育家庭农场经营者、农民合作社带头人等农业生产经营型人才；加快培育农村创业创新带头人、农村电商人才、乡村工匠等农村二、三产业发展人才；加快培育农业农村高科技领军人才、科技推广人才、科技特派员等农业农村科技人才。

　　乡村文化振兴要重点发展文化产业，加强文化遗产的保护利用，并将其与美丽乡村建设、农耕文化保护相结合。

　　乡村生态振兴要着力建设宜居宜业和美乡村。加大对农村人居环境的整治力度，推进农村改厕、农村生活污水治理与生活垃圾分类减量，深入实施村庄清洁行动和绿化美化行动，实现乡村由表及里、形神兼备的全面提升。

　　张琦：全面推进乡村振兴必须坚持系统观念。要坚持和加强党对“三农”工作的全面领导，确保乡村振兴高质量有效推进。同时，必须把保障粮食安全放在重要战略地位，牢牢守住粮食安全底线；必须坚持广大农民主体地位，维护好农民的根本利益；必须扎实稳妥推进乡村建设行动，建设宜居宜业和美乡村；必须用好深化改革这一法宝，充分激发农业农村发展潜力。

　　6.以人才引擎助力农业强国建设

　　光明智库：如何打造一支政治过硬、适应新时代要求、具有符合农业强国建设要求的“三农”干部队伍，用好用足各类人才？

　　仇焕广：坚持和加强党对乡村人才工作的全面领导，加强乡镇领导班子及干部队伍、村“两委”班子等农村基层组织负责人队伍的建设。健全从乡镇事业人员、优秀村党组织书记、到村任职过的选调生、驻村第一书记、驻村工作队员中选拔乡镇领导干部常态化机制。选拔懂发展、善治理、有干劲、甘于奉献、能够带领群众推进乡村振兴的致富能手、外出务工经商返乡人员、本乡本土大学毕业生等优秀人才进入村“两委”班子。开展针对农村基层组织负责人的乡村振兴主题培训，提升其集体经济发展和乡村治理能力。

　　应大力培养本土人才，引导城市人才下乡，推动专业人才服务乡村。加快培养农业农村科技人才，引导科研院所、高等学校开展专家服务基层活动，继续推广研究生长期派驻农业生产一线的“科技小院”培养模式。完善科技特派员工作机制，解决科研和农业生产“两张皮”问题。

　　钟钰：当前，需要多策并举优化基层干部队伍结构。通过强化选拔、教育培训、考评监督等方式选优配强村党组织带头人，进一步完善村干部的培养管理和待遇保障，为广大驻村干部、大学生村官等搭平台、给荣誉、创机会，让他们“沉得下，留得住，能干事，愿干事”。同时，打通内部培育和外部引进两大人才培养渠道，积极挖掘“村创客”“土专家”“田秀才”“新农人”，通过平台搭建、成果转化、人才奖补、情感联结等方式鼓励城市人才返乡就业创业。完善乡土人才认定标准，建立乡土人才信息库，以“人才引擎”助力农业强国建设。

　　张琦：首先，完善“三农”干部队伍选拔任用机制。坚持德才兼备、任人唯贤，健全培养选拔优秀年轻干部常态化工作机制，把“懂农业、爱农村、爱农民”的优秀年轻干部及时发现出来、科学培育起来、合理使用起来。其次，建立健全“三农”干部队伍培训学习机制，不断提高干部队伍综合素质。最后，建立健全乡村振兴责任制，引导干部队伍树立强烈的责任意识，形成能者上、优者奖、庸者下、劣者汰的良好局面。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）