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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）

南大“三板斧”直指科研评价改革******

　　从率先引入SCI论文指标，到主动打破“SCI至上”——

　　南大“三板斧”直指科研评价改革

■新征程新作为

　　今年，南京大学天文与空间科学学院教师李川顺利晋升为教授。

　　作为“羲和号”卫星科学与应用系统的总设计师，从2015年起，李川便将主要精力投入卫星工程的论证和研发中，志在解决我国太阳物理研究严重依赖国外卫星数据的“卡脖子”问题。经过团队多年艰苦付出，2021年，“羲和号”发射成功，开启了我国空间探日的时代。正是由于在这项国家重大工程中的突出贡献，李川在今年的教授职称评审和答辩中获得了校内外评委一致认可，顺利晋升。

　　党的二十大报告提出，深化科技体制改革，深化科技评价改革。近年来，南大积极改革科研评价体系，坚持质量与贡献导向，取消了“数论文、数项目、数奖项”单一评价体系，重点评价学术贡献、社会贡献以及人才培养贡献，为科研创新注入源头活水。

　　优化考评体系，避免一把尺子量到底

　　20世纪80年代末，南大作出了一项至今还在影响我国高等教育界的决定：率先从国外引入SCI（科学引文索引）论文指标，作为当时教师职称评审、博士生学位授予的重要评价标准。

　　这项改革对于当时还较为封闭的国内高校来说，无疑是一颗“重磅炸弹”。“当时国内外学术水平差距较大，缺乏客观有效的科技评价体系，SCI论文指标凭借其透明、简单、客观等优势，迅速在国内得到广泛应用，对推动南大等国内高校科研成果走向国际舞台起到了积极作用。”南大科学技术处处长姜田表示。

　　20世纪90年代起，在国际学术期刊上发表的SCI论文数量等量化指标，成为中国考核评价学术成果的主要标准。然而，过度追求SCI论文数量的现象逐渐显现，科研工作出现了价值追求扭曲、学风浮夸浮躁和急功近利等问题。

　　打破“SCI至上”，避免一把尺子量到底，曾经的“吃螃蟹者”开启了改革的步伐，从2014年提出做问题导向的原创研究，到2018年提出构建“三位一体原创驱动式”科学研究新模式，一系列改革让南大科研评价的理念更加明晰：建立以科技创新质量、学术贡献为导向的评价体系，让科研人员在创新链条上走得更远。

　　如今，南大吹响了科研评价改革“先锋号”，正在实践以质量和贡献为要素，以论文、奖项、专利、专著、决策咨询报告、文献整理、学术译著、艺术创作等各类成果形式为支撑的综合评价体系。同时，全面考察人才在培养周期内的表现，包括师德师风、教育教学、科学研究、社会服务、专业发展等。

　　从事传感芯片相关研究的南大教师张丽敏就是“不唯论文和影响因子”评审机制的受益者。5年来，她专注于国家战略和民生需求引导的科研工作。尽管相关研究存在难度大、周期长、期刊影响因子低等问题，但这并未阻碍她晋升为教授。职称评审时，张丽敏重点介绍了研究工作的原创性和自主知识产权的完整性，展示了相关成果在非接触可穿戴设备、运动姿势识别等领域的应用与前景，获得评委认可，顺利晋升。

　　“对取得重大理论创新成果、前沿技术突破、解决重大工程技术难题、在经济社会事业发展中作出重大贡献的教师，申报高级职称时论文不作限制性要求，进一步倡导学术贡献、社会贡献。”中国科学院院士、南大校长吕建表示，创新服务是教师的第一贡献。学校紧紧围绕“双一流”建设总体目标，大力开发教师“第一资源”，突出质量贡献，着力下好科研评价改革“先手棋”。

　　为了进一步激发科研人员创新活力，2021年，南大完善科研创新激励办法，由过去简单的工分制变成主客观评价相结合的形式，不可量化的贡献有了体现方式。同时，纳入评价的成果形式更加多元，论文在量化评价环节中的权重明显降低。

　　落实分类评价，打通各类人才晋升通道

　　南大艺术学院教师陆庆龙擅长油画和水彩画，他的50多幅作品被中国美术馆、中国国家博物馆、江苏美术馆等机构收藏。

　　“作为美术专业，实践性与创作能力一直是这个专业应该具备的重要特质，但在综合类大学的职称评审体系中往往不受重视。”让陆庆龙欣慰的是，南大充分考虑到实践类专业特点，在职称评审中予以突破。

　　在评审述职中，陆庆龙没有简单地选择期刊学术文章进行介绍，而是重点展示了自己近年来的美术创作。他在业界高度认可的“全国美术作品展览”上分别获得了“中国美术奖”金、银、铜奖，这些优秀创作成果得到了专家评委一致认可，使他顺利晋升教授。

　　在南大，越来越多像陆庆龙这样的特殊人才被“破格”聘用。作为全国较早开展分类评价的高校之一，南大在人文、社科、数理等学科分类基础上，进一步打破同质化评价标准，围绕学科特殊性，有针对性地分类设置审查形式及要求，并深化推行代表作制度，建立更专业的“小同行”专家组进行评审，确保评审客观、公正和专业。

　　例如，在校内学科学术方向中较为小众冷僻或专业特色明显的语言、书画艺术等被列入“冷门绝学”评审组，增加“作品参加国家顶级展览”“被著名博物馆收藏”等定性指标描述；面向航空航天等国家需求的科研人员设立专用先进技术学科组，评价重点放在是否在专用先进技术领域获得较大学术影响或取得经济、社会效益。

　　南大电子科学与工程学院副教授陈乐长期从事航空航天领域相关工作，多次主持并参与航天部门重要科研项目，但由于科研项目的特殊性，成果难以成文。在过去的评价导向下，特殊科研项目一线研究人员在职称评审中往往竞争力不足，人才的“引、留、用”困境难以解决。

　　针对此类人才评价特殊性，南大积极“做减法”。教师的职称评审不再唯论文数量，转而关注人才的代表性成果，兼顾科研任务类型和国家与社会认可度。根据科研项目等级，构建合理、公平、透明的人事考核制度，同时配套相应的目标激励和政策激励制度等。

　　“分类评价体系让青年科研人员最大化享受政策红利，有更多的获得感和成就感，激励我们聚焦主责主业，能够轻装远行。”陈乐说。

　　据统计，在2019到2021年度专用先进技术学科组职称评审中，最终评定教授5人、副教授2人；在特殊岗位学科组评审中，2人获评教授。

　　“学校积极在不同学科、不同层次、不同阶段人才特点的精细化分类评价机制上积极探索。”南大人力资源处副处长孙涛表示，希望通过健全分类评价体系，破除思想桎梏，让更多青年科技人才心无旁骛地面向国家重大需求，潜心前沿基础研究，推动学校师资队伍建设高质量发展。

　　坚持发展性评价，尊重人才成长规律

　　“在我工作初期长时间没有高水平论文产出的情况下，学校充分肯定了实验室建设的进展。”今年，南大现代工程与应用科学学院教授聂越峰入选国家重大人才工程，成为学校A层次领军人才。回顾这些年科研历程，聂越峰认为，学校提供的良好科研条件和宽松学术环境，让他坚定信心瞄准颇具挑战的前沿基础问题展开研究。

　　自2015年来到南大后，聂越峰一直致力于建设具有国际领先水平的氧化物分子束外延与原位角分辨光电子能谱实验平台，到2018年首聘期考核时，他只发表了一篇论文。但学校对其工作状态和阶段性成果进行了综合评价，继续给予支持。2019年，他带领团队制备出世界上最薄的钙钛矿氧化物新型二维材料，并取得系列进展，相关成果两度发表于《自然》杂志。

　　聂越峰的经历并非个例。近年来，南大尊重人才成长规律，坚持将发展性评价思想贯穿于考核评价工作全过程，使人才评价激励机制从“指挥棒”升级为“推进器”、从“检测站”转型为“加油站”。学校邀请同行专家共同组成专家组，注重聘期进展，对于早期在搭建实验平台投入较多精力、建设进展较好、论文成果显示度不高的人才给予充分肯定。

　　对于处在不同发展阶段的人才，南大倡导不同的学术成果显示内容，重点评估发展潜力，对青年学者，注重学术活跃性的评价，鼓励他们立足科学前沿攀登科学高峰，逐步形成自身学术特色；对中青年学者，注重个人学术研究系统性的评价，鼓励他们建立和扩大自身学术影响力，着力组织科研团队主持承担国家级重大课题；对于学科带头人，注重评价其学术研究高度，鼓励他们提携培养青年人。

　　“对不同学科领域、不同发展层次的教师而言，科研产出的周期和方式均有所差异，坚持考核与跟踪相结合、评价与发展相一致是南大发展性评价的核心理念。”孙涛介绍，动态性与科学性相结合的评价方式，给“一顶帽子戴到底”的痼疾下了一剂猛药，避免了仰赖头衔、逆向“发展”现象的滋生，而在评价过程中贯彻“引育并举”原则，有力提升了师资队伍整体实力，增强了人才队伍的竞争力与活力。

　　科技立则民族立，科技强则国家强。当前，南大正广泛开展“全面贯彻二十大精神，加快建设‘第一个南大’”大讨论，充分借鉴师生真知灼见，为建设世界一流大学解放思想、集思广益、凝聚力量。中国科学院院士、南大党委书记谭铁牛表示，学校将全面落实习近平总书记建设“第一个南大”的重要指示和重要回信精神，着力发挥教育、科技、人才的基础性、战略性支撑作用，建设一流教学科研队伍，提供战略人才支撑，不断培养战略科学家，打造一流科技领军人才和创新团队，造就一流青年科技人才队伍，为实现中华民族伟大复兴作出新的更大贡献。（本报记者 焦以璇 通讯员 于玥晗）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）