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）
秉持生态文明理念 促进人与自然和谐共生******
秉持生态文明理念 促进人与自然和谐共生(坚持和完善人民代表大会制度)
朱鹮野外种群从1981年的7只增加到6000余只，藏羚羊野外种群从7万只增加到约30万只，在野外一度消失的野马、麋鹿重新建立起野外种群……这些野生动物种群的恢复，离不开这些年来野生动物保护相关法律法规的保驾护航。
2022年12月30日，十三届全国人大常委会第三十八次会议表决通过了修订后的野生动物保护法，将于2023年5月1日起施行。
“此次野生动物保护法修改，为了加强对重要生态系统保护和修复，坚持保护优先、规范利用、严格监管的原则，积极回应社会关切。”全国人大常委会法工委经济法室主任岳仲明表示，新修订的野生动物保护法进一步完善野生动物保护和管理制度，加大对违法行为的处罚力度，做好与生物安全法、动物防疫法、畜牧法等相关法律的衔接，秉持生态文明理念，推动绿色发展，促进人与自然和谐共生。
科学立法、民主立法
与新形势下野生动物保护实际需要相适应
“2021年云南大象北上及返回之旅，让世界看到了我国保护野生动物的成果。”岳仲明介绍，现行野生动物保护法于1988年制定，2004年、2009年和2018年三次修正，2016年进行了修订，“现行野生动物保护法在加强野生动物及其栖息地保护和拯救繁育工作，维护生物多样性、推进生态文明建设等方面发挥了重要作用。”
2020年5月至7月，全国人大常委会组织开展了《关于全面禁止非法野生动物交易、革除滥食野生动物陋习、切实保障人民群众生命健康安全的决定》和野生动物保护法执法检查。此次执法检查的一项重要任务是评估野生动物保护法，广泛收集各方面对法律修改的意见建议，为修改完善野生动物保护法提供依据。
“检查中多地反映，现行野生动物保护法以及配套的行政法规、地方性法规与新形势下野生动物保护的实际需要不相适应。”执法检查报告显示，存在野生动物保护法与相关法律衔接不够等问题，表明相关法律制度亟待修改完善。
对此，野生动物保护法在修订过程中广泛征求和充分听取各方面意见，最大限度吸纳民意、汇聚民智，科学决策。
2020年10月，十三届全国人大常委会第二十二次会议对野生动物保护法修订草案进行了初次审议。会后，全国人大常委会法工委将修订草案印发各省(区、市)人大和中央有关部门、全国人大代表、研究机构、基层立法联系点等征求意见，并在中国人大网全文公布修订草案，征求社会公众意见。
2022年8月，野生动物保护法修订草案二次审议稿提交十三届全国人大常委会第三十六次会议审议。“会后公开征求意见期间，共收到3806位社会公众提出的12057条意见，另收到来信11封。”全国人大常委会法工委发言人臧铁伟介绍，社会公众主要就规范野生动物人工繁育、展演、放生等提出了意见建议，相关意见建议在草案三次审议稿中作了体现。
修法完成后，推动新修订的野生动物保护法实施已提上日程。岳仲明表示，国务院有关部门和地方要加快制定、完善相关配套规定，健全联合执法工作协调机制，严格执法，加强行政执法与刑事司法衔接，依法打击违法犯罪行为，实现生态环境保护和经济高质量发展双赢。
回应社会关切
加强外来物种防控、细化野生动物种群调控措施
近年来，诸如外来物种入侵、野生动物损害人身财产安全问题等新闻不时见诸媒体，引起社会关注。野生动物保护法在修订中对这些社会热点问题也予以了积极回应。
“新修订的野生动物保护法明确规定，从境外引进的野生动物物种不得违法放生、丢弃，确需将其放生至野外环境的，应当遵守有关法律法规的规定。”岳仲明介绍，发现来自境外的野生动物对生态系统造成危害的，县级以上人民政府野生动物保护等有关部门应当采取相应的安全控制措施。
北京林业大学经济管理学院教授谢屹表示，外来物种危害是全方位的，不仅导致本地物种灭绝、生态系统结构和功能改变、退化以至生态系统服务功能丧失，更严重危害到生态安全和生物安全，“应当选择适合放生地野外生存的当地物种，才能够实现因‘放’而‘生’。”
此次修法中，还增加了“国务院野生动物保护主管部门应当会同国务院有关部门加强对放生野生动物活动的规范、引导”等内容。“一些社会公众放生的出发点是好的，但放生必须尊重自然规律，做到合法有序。”武汉大学环境法研究所所长秦天宝表示，随意放生野生动物，造成他人人身、财产损害或者危害生态系统的，需要依法承担法律责任。
此次修订中，对野生动物种群调控措施的细化也成为一大看点。
近年来，随着我国生态环境持续改善，一些地方野猪等野生动物泛滥成灾，危害群众人身财产安全和农牧生产。“野生动物肇事的问题根源在于野生动物活动区域与当地群众生产生活区域的空间重叠。”谢屹表示，得益于我国多年持续重视野生动物保护工作，野生动物种群数量持续增长，但作为关键栖息地的自然保护地因为面积既定和生态承载力有限，导致了此类问题呈现加剧态势。
此次修法对野生动物种群调控措施予以细化，其中规定县级以上人民政府野生动物保护主管部门根据野生动物及其栖息地调查、监测和评估情况，对种群数量明显超过环境容量的物种，可以采取迁地保护、猎捕等种群调控措施，保障人身财产安全、生态安全和农业生产。
“根据新修订的野生动物保护法，在野生动物危及人身安全的紧急情况下，采取措施造成野生动物损害的，依法不承担法律责任。”秦天宝表示，修订后的野生动物保护法，还将中央财政对致害防控的补助范围由国家重点保护野生动物扩大到其他致害严重的陆生野生动物，“因此诸如野猪等野生动物也被纳入其中。”
凝聚各方合力
为野生动物保护公益诉讼提供直接法律依据
做好野生动物保护法实施工作需要社会各方面共同努力。近年来，随着公益诉讼制度在凝聚生态环境保护合力方面作用愈发凸显，此次修法新增的公益诉讼相关条款，对满足实践发展需要和破解制度发展瓶颈是关键一步。
“此前，依据环境保护法等法律法规，野生动物保护实际上已经‘隐含’在了公益诉讼适用的范围之内。”秦天宝表示，此次对野生动物保护法的修改，则明确为检察机关等开展野生动物保护公益诉讼提供了直接法律依据，这同时也有利于调动相关社会组织开展野生动物保护公益诉讼的积极性。
唐家河国家级自然保护区(以下简称唐家河保护区)是大熊猫的重要栖息地，属2019年1月挂牌成立的大熊猫国家公园岷山片区。2015年以来，四川省青川县某肉羊养殖场以及村民韩某某等长期在唐家河保护区内违法放牧，破坏了大熊猫及其伞护的野生动植物的生态环境，尽管唐家河保护区管理处针对上述违法行为多次向有关主管部门书面报告，但问题未能得到解决。
2020年5月，青川县检察院主动走访县内自然保护区时发现该案件线索，以行政公益诉讼立案，督促行政主管部门依法履职。同时，检察机关兼顾自然保护区生态环境保护和养殖户合法权益，推动党委政府召开专题会议研究部署养殖户退出自然保护区补偿问题，引导自然保护区原住居民利用现有资源发展乡村振兴产业中的重点项目、有偿参与国家公园管理。
“本案是中国大熊猫栖息地保护检察公益诉讼第一案，彰显检察公益诉讼制度在推进国家公园建设中的积极作用。”最高人民检察院公益诉讼检察厅厅长胡卫列介绍，自2020年以来，全国检察机关共立案办理生物多样性保护公益诉讼案件2万余件，既涉及国家保护的陆生、水生野生动植物，也涉及动物栖息地、自然保护区，以及对外来入侵物种的防治和本地重要生物种群的保护等。
“如今公益诉讼条款写入野生动物保护法，将有助于进一步加强检察机关与林业和草原、农业农村、生态环境等部门在野生动物保护方面的协作配合，形成公益保护合力。”胡卫列表示，下一步，检察机关将深入调研野生动物保护领域公益诉讼案件办理情况、制定相关办案指引，指导各级检察机关规范办理此类公益诉讼案件。
版式设计：蔡华伟
本报记者 张 璁
