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 | 孙向晨：现代世界如何走向“天下一家”？******
中新社北京1月6日电 题：现代世界如何走向“天下一家”？
——专访复旦大学哲学学院院长、通识教育中心主任孙向晨
中新社记者 文龙杰
“家”在中华文明中具有重要地位，包涵着独特的思想资源，甚至成为一种理解世界的范式。
近年来，“家”重新被知识界关注，“家哲学”被评为2021年度“中国人文学术十大热点”之一。在文化厚厚的包裹中，“家”的深处究竟与西方哲学中的“家”有何不同？“家”能否在普遍化、去语境化的论述中成为普遍的哲学论题？中新社“东西问”日前就此独家专访复旦大学哲学学院院长、通识教育中心主任孙向晨教授。
现将访谈实录摘要如下：
中新社记者：您近年来致力于对家进行哲学挖掘，能否介绍一下，何为哲学意义上的家？
孙向晨：“家”是人们特别踊跃讨论的话题，也是非常复杂的论题，特别是五四运动以来，“反家非孝”成为社会主流，比较典型的是巴金的《家》《春》《秋》、鲁迅《狂人日记》中提到的“礼教吃人”等。除了这些社会影响比较大的文学作品，陈独秀、胡适、傅斯年、顾颉刚等也在思想上对中国人的家文化进行了批判。家，在我们的语境中承载了太多个人、民族与历史的沉重记忆。
必须认识到，“家”在中国或者汉语思想传统中，有着不同层次的意义，如不清晰区分开来，容易把婴儿和洗澡水一块倒掉。因此，需正本清源，一要区分家在中国文化中的深厚传统与家的哲学意味；二要区分家之于中国文化传统的根基性地位与“家”对于人类而言的生存论地位。
任何一个文明都关注“不朽”的问题。古文明埃及会借助木乃伊来直观表达生命的不朽，基督教借助上帝，佛教则借助灵魂的轮回。中国人尤其是儒家对“不朽”的理解，主要是通过“生生不息”来实现。
“生生不息”可看作中国文化中的一个基本信仰。比如，在故事“愚公移山”中，愚公与智叟最根本的区别在于愚公的时间世界如天地般广袤长远，“子子孙孙无穷匮也”，而智叟的时间世界只局限在这一生一世。基于对“世代”的关注与信心，中国人会对生命之间的延续给予特别关注，对于世代之间的情感最为看重，古代称之为“亲亲”，《中庸》中说“仁者，人也，亲亲为大”。
观众参观徐悲鸿的作品《愚公移山图》。泱波 摄西方哲学传统中对情爱(Eros)、友爱(Philia)以及基督教里神对于人的圣爱(Agape)都有许多论述，唯独对于亲亲之爱、父母与子女之间的亲情讲得很少。而中国人在亲亲之爱中还发展出一种中国的根基性的德性“孝”。“孝”字上面是“老”，下面是“子”，意味着不同世代之间的结合，通过“父慈子孝”并由此发展“家”的哲学。
西方的爱从爱情开始，中国人更注重“爱由亲始”。前者注重个体，因此海德格尔讲人是“向死的存在”；中国人则揭示出面对未来世代的存在向度，重视生命之间的延续性，如民间“不孝有三，无后为大”之说。比如，“教”与“学”两个汉字都与“子”有关，也都与世代传承相关，因此把“师”与“父”联系在一起，将老师与“天地君亲”放在同一序列中敬拜。通过挖掘“家”的哲学意义，有助于在世代延续性中理解生命。
湖北孝感第一人民医院“战疫”夫妻祝茂松、秦维芳的“全家福”。晏美华 摄中新社记者：“家”在汉语思想传统中处于何种地位？
孙向晨：“家”是人类生存的基本形态，在汉语思想传统中处于一种枢纽地位。
纵向上，向上“慎终追远”，向下“生生不已”，“家”成为联通上下世代的枢纽。横向上，中国人讲“修身齐家治国平天下”，看上去“修身”是修齐治平的基础，其实修的是对父母的孝顺、对子女的慈爱、夫妻的义顺，“修身”并非纯粹个体性修炼，而是在家庭关系性中的一种修炼。所以“家”才是修齐治平的核心，国家是大的家，天下则是“四海一家”。
中新社记者：从文明论的高度思考“家”，“家”为何在中华文明中被格外重视？
孙向晨：其实，古希腊也讲“家”，但城邦兴起后，对“家”的文化产生了抑制作用；基督教也讲“家”，圣父圣子圣母，都是以“家”为喻体的，但神圣化了的“家”却掩盖了现实中真实的“家”；在中国，则以“家”为本位，自觉地以家的基本特点来理解世界。
与其他文明相比，中华文明既不依靠希腊式诸神、基督教式位格神，也不依靠佛教的六道轮回，而是通过“家”，这一基本的生存环节，作为文明发展的基础。
中华文化基于“家”发展出伦理体系，亲亲而仁民，仁民而爱物，最后通过“推恩”达到泛爱天下，即所谓“老吾老，以及人之老；幼吾幼，以及人之幼”，形成一种道德化世界。此外，“家”对中国人还有很强的精神性寄托，因而注重“慎终追远”，也强调落叶归根。
103岁李宝英在已是古稀之年的儿媳妇的陪伴下剥油茶果。赵春亮 摄中新社记者：您认为人对“家”的思念无处不在，“家”是否具有世界性的广泛哲学基础，对全人类意义几何？
孙向晨：我在柏林讲中国哲学时，特别强调了“身体发肤，受之父母”的哲学出发点，德国学生可以理解，甚至感同身受，只是西方文化并未发展出这样一种体系化、系统化的家文化。“家”在汉语世界中有很深厚的土壤与地基。近年来，我试图在此基础上，提炼出更加理性化、更具普遍性的“家哲学”，挖掘其对全人类的哲学贡献。
就现代社会而言，“家哲学”应成为医治现代性疾病的良药。现代世界中，人在政治、法律、经济、社会等意义上都是独立的个体，这当然具有进步意义，肯定了个体的尊严与价值。而在传统社会，个体很难独立生存，需倚靠更大的共同体。在古希腊，人是城邦的动物；在天主教，人倚靠于教会；在印度，人是村社的动物；在中国，人是家庭的动物。只有在现代社会，个体才可能独立存在。物质文化的极大丰富，使人对整体的依赖度降低。
另一方面，人的生存依然是社会性的，在汉字中“人”字虽只有两笔，但表达了相互扶持；“仁者人也”，“仁，亲也。从人，从二”，则表达了两人间的亲切关系。人在理智生活上可以是独立的，在情感上则对彼此有着深深的依恋。就后者而言，现代社会给予的支撑非常不足，所谓的存在主义问题就出现了，人的荒谬感、漂浮感、虚无感都爆发出来。在西方文化传统中形成的强个体概念，一旦没有上帝作为内在支撑，亦即尼采所言“上帝死了”之后，“个体”就处于一种漂浮状态。“家哲学”由“亲亲”而“亲切”，其理解世界的方式是关系性的、扶助性的，基本趋向是把人从远处拉近，形成一个温暖世界。
与希腊特别强调理性相比，“家”更强调情感，强调成员间的相互关联。“家”作为一种文明论范畴，其奠基的世界更有家园的温暖，而非茫然大地的荒芜。
广西南宁学童展示书写的“人”字。俞靖 摄中新社记者：如何通过阐发“天下一家”的理念，破除文明冲突论？
孙向晨：人和动物不一样，不是靠本能生活，而是生活在“三观”之中，具有世界观、人生观与价值观。西方文化传统中有非常进步的方面，但也存在种种弱点乃至弊端。比如，按照霍布斯理论，人在自然状态下即是“所有人反对所有人的战争”，将人与人之间的基本关系理解和界定为相互冲突、争斗、排斥。像个体层面一样，在理解国和国之间的关系上，民族国家也处于相互争斗关系中。康德讲永久和平，其前提也是国家间相互争斗。亨廷顿的文明冲突论，同样复制了霍布斯的冲突逻辑。
从个体冲突、民族国家冲突到文明间的冲突，其基本逻辑一样，都源于追求自我权力。根本在于其哲学模式是个体主义式的，即我与他者互为陌生。
“家”的哲学从“亲亲”开始，注重相互之间的关联，但又强调“不同”，维特根斯坦从中发展出“家族相似”理论来破解西方的本质主义，而中国文化传统的“和而不同”进一步概括了“家”的这种理想状态。在这种“家哲学”的框架下，每个个体都可以不一样，但因为“亲亲”而归于“和”，并不一定就指向冲突。从家哲学中的“亲亲之爱”发展出“泛爱天下”的仁爱精神，可建立起对共同体、对国家关系的新理解，也就是“天下一家”的理念。
“家哲学”旨在把他人拉近，强调“亲如兄弟”，形成一种共同感与家庭氛围，在此基础上进而形成“天下一家”的相互关系，后者在哲学上转变了理解世界的基本范式，可提供一套新的哲学体系，在此基础上才有可能形成新的天下观，从而推动实现人类命运共同体。从健康的“家”文化，提炼出普遍意义，在现代世界尤为重要。(完)
受访者简介：
孙向晨，复旦大学教授、哲学学院院长、通识教育中心主任；入选国家“万人计划”社科领军人才(2020年)、上海市领军人才(2019年)。曾在耶鲁大学、芝加哥大学、巴黎高师、德国柏林自由大学等大学做访问学者、访问教授。牵头或参与的教学项目获国家级教学成果一等奖(2018年)、国家级教学成果二等奖(2014年)。在《中国社会科学》《哲学研究》等杂志发表论文多篇，多项著作、论文获上海哲学社会科学优秀成果奖。《双重本体：形塑现代中国价值形态的基础》《现代个体权利与儒家传统中的“个体”》两篇文章分别入选2015、2017年“上海社联十大年度推介论文”。
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