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）

《中国奇谭》：神仙审美携奇境 入你我之梦******

　　《中国奇谭》：神仙审美携奇境 入你我之梦【中国动画新百年开启】

刚刚过去的2022年，恰是中国动画诞生100周年。

　　1922年，万氏兄弟在上海制作第一部动画广告片《舒振东华文打字机》，拉开中国动画百年发展序幕。1957年，上海美术电影制片厂(以下简称“上美影”)成立，首任厂长特伟提出了“探民族风格之路”的理念。在该理念的指引下，上美影打造了《小蝌蚪找妈妈》《大闹天宫》《九色鹿》《天书奇谭》《黑猫警长》等优秀作品，成为一代代观众童年时代珍贵的光影记忆。

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　　中国动画进入新百年，上美影送上第一份大礼。2023年元旦，上美影和B站联合出品的动画短片集《中国奇谭》上线，迅速引发观剧热潮，豆瓣开分高达9.5分。

　　《中国奇谭》系列由《小妖怪的夏天》《鹅鹅鹅》《林林》等8个短片组成。一个个根植于传统文化的故事，以雄奇想象缔造出“奇境入梦，我在其中”的氛围。

　　如果脱离“主角团”视角、换一个角度重看《西游记》故事，也许你会遇见敬业“打工人”小猪妖，它弱小、迷茫而又努力、温暖，它对外人称赞的齐天大圣心驰神往；如果你在水墨画般的意境中，悠悠沉浸于经典志怪小说《鹅笼书生》的情节，会发觉古人的哲思置于当下亦有令人深刻思考的价值。

　　网友评价，这是“刻进DNA的审美”“童年暑假回来了”。《中国奇谭》多位主创人员接受中青报·中青网记者专访时提到，他们尝试把都市寓言融入到传统神话，进行属于当下的故事新编。

　　刻进中国人DNA的审美

　　《中国奇谭》总导演陈廖宇说，神话可以是古代的，也可以是今天和未来的。“神话其实是人类对未知东西的想象或者对自己内心愿望的投射，甚至神话中的形象就是人或人性某一面的具象化表达”。

　　第一个“神话”故事，就打响了口碑。一只小猪妖，戳中了无数网友内心柔软的角落。

　　电视剧《西游记》和上美影的动画片《大闹天宫》，一直是B站网友“N刷”的经典。《小妖怪的夏天》从妖怪的角度重新想象了“西游记世界”：无人在意的小猪妖，遵从想吃唐僧肉的老板的吩咐，完成做弓箭、刷锅、收集柴火等难度系数很大的KPI。在此过程中，这只具有独立意志的小猪妖，打听到唐僧师徒4人是民间赞颂的英雄，它的梦想被点燃了。

　　《小妖怪的夏天》导演於水指出，很多人一提起《西游记》会想到师徒4人面对的大妖怪，但是底层的每个小妖怪也有自己的“人生”。观众会因此共情：其实我们每个人都是那个普通的小妖怪。

　　小猪妖就是现实生活中平凡“我们”的缩影：它想去外面的世界闯一闯，而妈妈最关心自己葫芦里有没有装满水，身体是否健康；面对“人生”选择题时踌躇无措，但依然为了心中的正义感，义无反顾地提醒唐僧师徒有埋伏。

　　影片结尾，小猪妖的善良得到了齐天大圣的肯定，还幸运得到偶像送的“周边”。网友评价：“悟空终是一颗佛心”“小时候以为自己会变成齐天大圣，其实是个连大王都接触不到的小妖怪。”

　　相较于小猪妖故事的“接地气”，由胡睿执导的第二集《鹅鹅鹅》则带有更浓郁的东方奇幻美学和志怪传统。《鹅鹅鹅》取材于南朝梁吴均的中国神话小说集《续齐谐记》中的《鹅笼书生》，蒲松龄就曾将该故事引用于诗句中：“世态渔洋已道尽，人间何事不鹅笼。”

　　《鹅鹅鹅》中，货郎在阴森诡异的鹅山偶遇瘸腿的狐狸公子，欲望破而复立，发现一切看似荒诞都不过是个“鹅笼”。

　　这个微言大义的故事，胡睿最早是十几年前留学德国时，从随身带的《太平广记》里读到的。“中国古代志怪小说居然有这么符合戏剧规律的创作！而且这故事非常高级，点出了人生的一种规律，但又不是简单地讽刺或进行道德评判，这是最高明的。”

　　胡睿创作时力求让故事面貌回归《鹅笼书生》“原生态”，改编之处则是将当代人的情感折射进故事里，并在塑造狐狸形象时致敬了《天书奇谭》中的“阿拐”。

　　《鹅鹅鹅》从古典志怪小说中继承的“引而不发”的朦胧情感，带给观众哲思与美学想象。纵然故事不直白，网友们却相当热情踊跃地表达自己的解读，胡睿说有的评论或“二创”绘画令他深受感动。

　　《中国奇谭》总监制朱贝宁笑言，其实很多人都是有意思的“矛盾体”，虽然身体过着现代化的生活，但精神上无法与上千年的传统文化“切割”开来，还是很怀旧。这种“文化基因”潜移默化的影响，同样会体现在动画导演的创作中，他们塑造出的角色形象，自然是“刻进中国人DNA的审美”，因而很容易被观众接受。

　　“神仙审美”的动画能住进心里

　　此次《中国奇谭》系列召集了11位导演创作8个故事，多少有点“神仙打架”的意味。每一位“下一个交作业”的导演接受记者采访时，都会不约而同地说一句“压力好大”。

　　《中国奇谭》总制片人李早说，该项目经历两年多时间，最早是上美影给导演们出了一道与志怪相关的“半命题”式作文题，题材和方向不限，核心表达出中国文化底蕴和“中式想象力”，“我们希望立足时代讲好中国故事，呈现中国美学。同时也希望在如今相对商业化的环境里，把上美影的IP发扬光大”。

　　李早感慨，这次创作氛围和上美影过往的创作环境有几分相似。

　　“过去上美影厂里的导演们平时就生活在一起，有很好的合作氛围。我记得上美影60周年拍纪录片的时候，就体现了导演们平时相互扶持帮助，同时也相互竞争——竞争就是如何让自己的作品做得更好。这次创作《中国奇谭》，我觉得也充分体现了这一点。”李早说。

　　她透露，上美影前期会和8个团队单独交流，但项目进展到一定阶段，他们会组织导演坐在一起看其他人拍的片子，“导演一方面纷纷对别人的项目献计献策；另外一方面，有些导演回去之后就暗暗想着别人做得真好，自己的作品还得再改一改，还得更好一点。所以是一个特别良性的氛围”。

　　胡睿直言，会召集一批导演做这件事的，放眼全国似乎也只有上美影，“为什么呢？因为在动画短片创作领域，上美影是唯一触碰到那个最高境界的。就像王安石写的‘不畏浮云遮望眼，自缘身在最高层’”。

　　胡睿回忆，上美影动画短片《骄傲的将军》是住进自己内心的故事，是无法替代的“小宇宙”。

　　“《骄傲的将军》不算特别叫座的短片，但我认为它是中国短片创作中的一座高峰，有不可方物的美。它展现出一个人物命运的大开大合、大起大落，还传递出一种时空感。我始终都能从这个故事里获得享受，假如心情烦闷了，我能随时偷偷溜进《骄傲的将军》这个小宇宙。”

　　胡睿说，他之所以选择《鹅笼书生》这么“小众”主题故事来创作《鹅鹅鹅》，原因也是被该文本艺术性深深折服，“应当有后辈来表达敬意”。

　　在现代技术里诠释出中国意境

　　除了主题各异，《中国奇谭》展现了“花式技能点”，例如三维动画、剪纸定格动画、偶片定格动画、三渲二动画等。

　　由杨木执导的三维动画《林林》聚焦“身份认同”的主题，讲述了狼女林林自我觉醒的历程。生活在林海雪原中的林林，因为孤独而涉足人类世界。为了被人类孩子认同，林林不断背离自己作为狼的身份，在苦难中迎来成人礼。

　　通过CG技术，《林林》对于人物细微的表情变化、动物栩栩如生的毛发、层层叠叠的森林、随风摇曳的枝桠等做到鲜活生动的呈现。

　　作为《中国奇谭》系列唯一使用CG技术的作品，杨木谈及对“技术”的理解。他说，上美影老一辈的创作宗旨是“不模仿别人，不重复自己”。而观众已然对三维动画审美有一个相对统一的趋向。虽使用新技术，但主创团队避免“照相式、素描式的真实”，力求增加写意的东方美感，在三维里诠释出中国意境。

　　“我们不把《林林》故事起承转合做得那么明显，而是处理得像一篇散文一样。”杨木说。

　　胡睿告诉记者，这8个片子无一不是“爆肝”改到最后一刻，“是非常熬人的工作，所以大家都尽自己最大的心力，尽可能地不辜负这份信任。毕竟那么多年，我们都信任和热爱上美影，所以希望给它加分，不能减分”。

　　但胡睿坦言，热度过后，他们又会继续安静“沉浸”一段时间，“也许突然有一天，再以一个特别新奇的方式跳出来给大家带来小小的惊喜，这特别快乐”。

　　朱贝宁也提到，作品火了，大家给予肯定与鼓励，也抱有更多的期待，给今天的国产动画创作一点耐心和空间，看看更多元的内容风格与创新表达，国产动画内容肯定还会继续拔节生长，创造更让人惊喜的作品。

　　李早表示，站在中国动画新百年的开端，《中国奇谭》主创团队希望通过创作这些有意思的作品，重现美术片“百花齐放”的面貌。

　　中青报·中青网记者 沈杰群 来源：中国青年报