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来源：乐乐彩2023-09-16 17:48

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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）

东西问丨何威：从本土到海外，游戏如何传播中华文化？******

　　中新社北京1月9日电题：从本土到海外，游戏如何传播中华文化？

　　——专访北京师范大学艺术与传媒学院教授何威

　　中新社记者高凯

　　2022年，中国自主研发的数字游戏海外市场规模已超千亿元人民币，中国游戏的影响力辐射数以亿计的海外玩家，成为数字内容“出海”传播最亮眼的风景之一。

　　从本土到海外，众多游戏产品开始尝试融入中国元素，向全球玩家展示中华文化。国产游戏传播传统文化的总体面貌如何？如何更好地通过数字游戏传播文化的魅力？中新社“东西问”近日专访北京师范大学艺术与传媒学院教授何威，请他就相关问题阐述自己的研究与思考。

　　现将访谈实录摘编如下：

　　中新社记者：包括《王者荣耀》《原神》等在内的不少国产游戏在海内外都较受欢迎，中国游戏在发展历程上有何特色？

　　何威：从1994年第一款国产游戏《神鹰突击队》面世至今已过去了28年，中国游戏从无到有，从“引进来”到“走出去”，从少人问津到为数亿国内外玩家带来快乐，走出了一条艰难而奋进的道路。国内的市场规模从零开始发展到2021年的2965亿元(人民币，下同)，近10年有大约5倍的增长。中国游戏崛起，也是国家综合实力不断强盛的结果。

　　游戏是技术与创意的结合，又被资本驱动与影响，最终由玩家体验、参与和评价。因此，游戏发展的历程，总是和所在国的经济、科技、商业、文化等社会语境紧密相关。

　　中国自古以来“玩物丧志”的理念深入人心，也影响了中国游戏业的发展。随着近年来游戏玩家超过6.5亿人，以及游戏行业未成年人保护工作初见成效，各方面都在更积极地推动游戏健康发展。

中国国际数码互动娱乐展览会(2019ChinaJoy)人气火爆。陈玉宇摄

　　中新社记者：近年来，国产数字游戏海外市场销售收入连续三年突破千亿元人民币规模，且增速持续高于国内销售收入增速。国产游戏能够在海外市场取得成功的主要原因是什么？

　　何威：中国游戏产品在海外市场取得成功有诸多原因。首先是国产游戏品质不断提升，能够满足大量海外玩家的娱乐需求。

　　其次，当美日韩欧等地的本土游戏企业大多还重点关注主机及PC游戏之时，中国游戏企业在海外移动游戏市场积极布局，精准定位、细分市场，沿用其在国内激烈竞争中形成的移动游戏产品盈利模式创新的方法论，深耕本地化运营，实现了“弯道超车”。

　　第三，部分中国游戏产品对海外玩家而言，在文化上存在异质性和新颖性，从题材、玩法、叙事、视听等维度带来了新鲜体验，因此受到欢迎。

　　第四，在一些新兴市场上，如南美、中东等地，中国游戏企业将国内成熟但当地稀缺的游戏类型和玩法，包装在其本地文化和故事中，从而迅速流行。

2020年王者荣耀KPL秋季赛总决赛在重庆举行。陈超摄

　　中新社记者：越来越多国产游戏主动应用和呈现中华传统文化相关内容。“国风”游戏产生的动因和现阶段发展状况是什么？

　　何威：随着中国综合实力不断提升，“国风”“国潮”“国货”在社会多个领域日渐盛行，在青少年中尤为如此。我们能观察到更为明确的文化主体意识在回应“文化自觉”“文化自信”的倡议；人们在思考和辨识什么是“我们的”“自己的”文化样式和生活方式，主动寻找文化身份认同。

　　在这样的大环境下，游戏企业在国产游戏中融入中华传统文化的内容，是广受玩家欢迎的举动。另一方面，很多平均年龄不到30岁的游戏主创们，自己就是“国风”“国潮”的积极消费者，也主动把对传统文化的喜好融入创作中，因此这样的游戏越来越多。

　　我们研究了过去十年间中国自主研发、获得版号且至今仍然较为活跃的1407款游戏，发现其中超过四成传播了中华传统文化；而头部热门手游中有八成传播了中华传统文化。

2021年王者荣耀世界冠军杯小组赛在重庆开战。陈超摄

　　中新社记者：数字游戏如何能更好地传播中华传统文化？

　　何威：效仿王国维先生曾论及的“治学三境界”，我认为游戏传播传统文化可以触达三重不同的境界：“符号境”“知识境”和“观念境”。而游戏传播文化的具体实践，则是在“人”“环境”和“行动”三个维度上展开。

　　“符号境”，指游戏中活用传统文化元素与形式，以视听表现、美学风格等方式呈现中华传统文化相关的符号，以符号为基础，承载文化内容和价值体系，重在唤起玩家情感。

　　“知识境”，指在游戏中置入并传播传统文化相关知识和信息，增进玩家的理性认知，寓教于乐。

　　“观念境”，指在游戏的叙事和互动中，呈现、探索和传承中华传统文化里蕴含的思想观念、气韵风骨、人文精神、道德规范和价值理念等。观念和精神既蕴含在设计细节之中，也需要玩家的参与和交流来发掘和体悟。

　　关于实践的三个维度，首先是人物的维度，包括改编自真实历史人物的游戏角色，也包括那些取材于神话传说、民间故事中的知名虚构形象的游戏角色。人物是游戏叙事内容的主体，也是玩家开展游戏互动的化身或对象，是产生文化认同和情感的重点。

　　环境的维度，是以数字技术构建的虚拟空间，玩家身处其中，时刻受到熏陶，产生体验。环境之维又可以细分为自然环境(地理山川、风景名胜等)、人造环境(与人类生活密切相关的建筑、器物等)与文化环境(神话传说、诗词歌赋、工艺美术、技术艺术等)在游戏中的重构。

　　行动的维度，指的是玩家能在游戏里做什么，给游戏人物和游戏环境带来怎样的影响和变化。在模拟衣、食、住、行的过程中，在各种文化创造和体验的活动中，令玩家产生并深化对传统文化的体验和理解。

2021ChinaJoy洛裳华服·新秀大赛西南赛区晋级赛。何蓬磊摄

　　中新社记者：应如何推动数字游戏求美向善、增进公益、承担责任，让游戏与社会更良性互动？

　　何威：经过多年努力，中国已在游戏领域建立了相对完善的未成年保护体系，从网游内容审核机制、网游实名制度、限制未成年人游戏时长和充值消费，到推行《网络游戏适龄提示》团体标准、企业接入实名认证平台并主动用技术手段验证、建立家长监护平台、开通未保服务专线、推出未成年人充值退款自助系统等。应当说，在全社会关注下和主管部门要求下，中国游戏行业已采取了较为全面和严格的限制措施。

　　游戏与社会的良性互动是不同国家、不同社会的共同期许。事实上，从影视、动画、直播、广告等内容产业，以及文保旅游、工业制造、智慧城市、自动驾驶、医疗医药等更多领域，都正在从游戏行业的科技创新和文化创新之中汲取能量。

　　社会整体游戏素养也在不断提升，这不仅意味着人们能更好地处理游戏令人“过于沉迷”“过度氪金”等负面效应，从中获取快乐和有益身心的元素，而且还体现在人们能在自己从事的行业中，善用现有游戏或是游戏化的手段，产生“游戏+”的积极效应。

　　想要实现这样的良性互动，或者说，让游戏发挥更大的社会正向价值，需要“政产学研用”的社会共同体的参与和努力。(完)

　　受访者简介：

　　何威，北京师范大学艺术与传媒学院教授，北京师范大学数字创意媒体研究中心副主任。中国音像与数字出版协会游戏出版工作委员会理事。研究领域包括社交媒体与网众传播、游戏研究、流行文化与文创产业等。其研究成果曾获北京市哲学社会科学优秀成果奖一等奖、教育部高等学校科学研究优秀成果奖三等奖及青年成果奖、中国高校影视学会年度学术评优专著一等奖及论文一等奖。

　　（文图：赵筱尘巫邓炎）

[责编：天天中]

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