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冬至阳生春又来******

　　【节气里的韵味中国】

　　作者：张汀 单位：文化和旅游部恭王府博物馆

　　“天时人事日相催，冬至阳生春又来。”冬至已至，农历壬寅年也行将结束。在冬至这一天，白天在全年间达到最短，黑夜达到最长。南朝崔灵恩《三礼义宗》载：“(冬至)有三义：一者阴极之至，二者阳气始至，三者日行南至，故谓之冬至也。”自冬至起，白昼逐日增长，太阳往返运动进入新的循环，因此古人认为天地阳气自此时起开始兴作渐强。冬至象征着新生，预示着否极泰来，万象更新，故从古至今都被视为吉日。

12月17日，在云南省曲靖市沾益区，雪落在植物上。新华社发

　　那么人们都是怎么庆贺“大如年”的冬至的呢？《汉书》中记载：“冬至阳气起，君道长，故贺。”《后汉书·礼仪》有云：“冬至前后，君子安身静体，百官绝事。”不仅要放假，还要修养身心，相互庆贺。仪式方面，要挑选“八能之士八人”，鼓瑟吹笙，奏“黄钟之律”。《晋书》中也有“魏晋冬至日受万国及百僚称贺……其仪亚于正旦”等记载。可见在一千多年前，冬至在皇家就已经颇受推崇，选择在太阳回返的日子里行祭祀天地的大礼。

12月11日，云南省香格里拉市建塘镇植物结霜。新华社发

　　到了唐宋年间，冬至的地位与元旦近乎平起平坐。关于民间百姓的庆祝方式，在南宋孟元老的《东京梦华录》中写明：“十一月冬至，京师最重此节，虽至贫者，一年之间，积累假借，至此日更易新衣，备办饮食，享祀先祖……一如年节。”宋末元初的《武林旧事》这样记载冬至：“朝廷大朝会庆贺排当，并如元正仪，而都人最重一阳贺冬，车马皆华整鲜好，五鼓已填拥杂沓于九街。妇人小儿，服饰华炫，往来如云。岳祠城隍诸庙，炷香者尤盛。三日之内，店肆皆罢市，垂帘饮博，谓之‘做节’。”可见，在皇家的影响下，冬至在民间百姓心目中的地位也颇高。人们一年间努力工作，开源节流，只为在冬至假期时和家人穿上新衣、打扮妥帖，参与异彩纷呈的节日活动，过个开心体面的节日。

　　到了明清时，冬至的地位更上一层。皇帝要亲自祭天，百官要进表朝贺。《帝京景物略》中记录了人们欢度冬至时的盛况：“百官贺冬毕，吉服三日，具红笺互拜，朱衣交于衡，一如元旦。”冬至在我国古代节日中的地位可见一斑。无论君民，无论一年间经历多少辛苦，都要在这一天进行“贺冬”，普天同庆，好不热闹。

　　12月17日，在福建省武夷山市，人们在吃汤圆时放上一勺桂花金橘蜜，寓意新的一年生活甜蜜，富贵吉祥，团团圆圆。新华社发

　　到了20世纪初，民国政府开始学习西方，推行公历，在传统春节的基础上增设元旦节（公历1月1日），为保证其顺利推行，官方通过放假庆祝等活动表示对元旦的重视。农历正月初一为春节，也沿袭了从古至今冬至的大部分传统节俗。于是近代以来，冬至在很长时间内被春节替代，地位大不如前。但关于冬至的点点滴滴，依然存在于许多人的记忆之中，也被许多文人墨客记录在他们的作品中，引起了更多人的共鸣。它是包天笑笔下“儿童辈”都“竞饮”的苏州“冬酿酒”；是汪曾祺笔下，家乡高邮的“炒米糖”“欢喜团”；是肖复兴笔下老北京沿街吆喝“萝卜赛梨”的“萝卜挑”；是林清玄描绘的吃完汤圆，全家围炉喝茶的温馨景象；是二月河叙述的一家老小，炒菜烫酒，祭祖宗，拜喜神，大快朵颐。

12月10日，在山东省枣庄市，人们把热气腾腾的饺子端上餐桌。新华社发

　　时至今日，我们依然会像前人一样，根据物候变化在生产生活上做出一些调整。姑苏人家依然酿米酒，北方居民依然包饺子，西南地区的羊肉汤香气四溢，汤圆依然象征中国人最希冀的团圆；还有九九消寒图、年画等给冬至增加亮色，人们祀家庙、设家宴、拜尊长，找回冬至往日的神圣与温暖，并在此基础上融入当代生活方式，为这个古老节俗增添了活力。

　　春生冬至时。在这一年中黑夜最为漫长、春天悄然生发的时节，不如吃碗热汤圆。正如汪曾祺转述母亲的话：“吃完这碗汤圆，就又长大了一岁。”

　　《光明日报》（ 2022年12月22日 09版）

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）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）