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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）

6年来最大跌幅！苹果上季度营收降5%，iPhone销量降8%不及预期******

　　澎湃新闻记者 周玲

　　由于iPhone和Mac销售下滑，苹果第一财季营收同比下降5%，这是自2019年3月以来首次营收同比下降，更是2016年9月以来最大季度降幅。

　　2月3日，苹果披露了截至2022年12月31日的2023财年第一财季业绩。期内营收为1172亿美元，同比下降5%，这创下了自2016年9月以来最大的季度营收降幅，华尔街预期为1214亿美元；净利润为299.98亿美元，与去年同期的346.30亿美元相比下降13%，每股收益1.88美元，低于分析师预期的1.94美元。

　　苹果首席执行官蒂姆·库克(Tim Cook)表示，上季度业绩受到了三个因素影响，强势美元、iPhone 14 Pro和iPhone 14 Pro Max的生产问题以及整体宏观经济环境。

　　分产品来看，iPhone和Mac收入出现下滑，未达预期。其中，iPhone收入为657.8亿美元，同比下降8.17%，分析师此前预期为678亿美元；Mac收入为77.4亿美元，同比下降28.66%，分析师预期为94亿美元；其他产品收入为134.8亿美元，同比下降8.3%。

　　苹果的iPad保持增长，收入为94.0亿美元，同比增长29.66%，这块业务超出之前预期。此外，苹果服务收入207.7亿美元，同比增长6.4%。苹果本季度的毛利率为42.96%。

　　分区域看，本财季苹果在所有区域市场都出现了营收同比下滑，其中大中华区市场营收239亿美元，上年同期为258亿美元，下降了7%。

　　不过，从整体来看，iPhone在这一季度表现好于其他品牌。Counterpoint Research的统计数据显示，中国智能手机市场第四季度下降15%。iPhone的市场份额为23.7%，在本季度的所有制造商中名列前茅。

　　苹果没有提供当前财季(截至3月底)提供业绩指引，自2020年疫情以来，苹果就一直没提供业绩指引，分析师预计，苹果第二财季的销售额将达到980亿美元左右。

　　苹果首席财务官卢卡·马埃斯特里(Luca Maestri)表示，截至3月季度第二财季收入与12月季度的同比趋势相似。马埃斯特里表示，服务业务预计将增长，但Mac和iPad的销售额预计将同比下降两位数。苹果补充道，与12月份相比，3月份的iPhone销量将减少。

　　CNBC报道称，苹果公司上季度的表现令人震惊，其近七年来首次盈利低于普遍预期。《华尔街日报》称，这是苹果近四年来，季度营收首次同比下降。

　　过去三年因全球疫情，居家办公和学生在线上课曾拉动苹果设备销量上涨，但如今全球经济逆风给苹果带来了挑战。

　　库克告诉CNBC，部分原因是美元走强，如果控制住800个基点的外汇逆风，苹果在大多数市场都会增长。

　　库克解释，iPhone 14 Pro和iPhone 14 Pro Max在本财季的供应大幅减少，这意味着向客户销售的产品更少。苹果在中国的iPhone装配厂受到了疫情影响，苹果公司在11月份就此事向投资者发出了警告。

　　库克说：“我们在11月6日发布了这方面的最新消息，并持续到了12月的大部分时间。”不过，库克表示，现在的产量已恢复到苹果满意的水平。

　　库克还透露，苹果将很快在印度开设第一批零售门店。印度由于人口众多，其手机市场也吸引了全球手机厂商，苹果一直试图扩大在印度的销量，公开信息显示，苹果已经将部分iPhone放在印度制造。

　　去年第四季度也是整体消费电子的寒冬，各个品牌季度销量都出现了大幅下滑。据市场调研机构IDC的数据，去年第四季度出货量同比下降18.3%，至略高于3亿部。2022年全年出货量下降了11.3%，是10年来的最低水平。

　　库克表示，充满挑战的宏观经济环境损害了iPhone的销量、Mac的销量以及苹果手表等可穿戴设备的销量。iPhone和Mac的销量同比下降。苹果的其他产品类别，包括AirPods等耳机和Apple Watch等可穿戴设备，下滑超过8%。

　　苹果也为投资者提供了一些亮点。比如，苹果拥有20亿台活跃设备，包括iPhone、Mac、Apple Watch和其他产品。这比去年1月公布的18亿个活跃设备有所增加。库克表示，安装量的增加是因为人们从安卓系统转向iPhone，并首次购买了苹果手表。

　　基于苹果庞大的活跃用户，苹果的服务业务稳定增长。期内，苹果公司的服务业务增长了6%，超出了分析师的预期。

　　苹果管理层表示，云服务、包括Apple Pay和Apple Card在内的支付以及音乐是服务的重要组成部分。库克补充说，苹果员工正在测试一项“现买现付”功能，该功能将成为服务的一部分。

　　自去年底以来，包括微软和Meta在内的多家美国科技公司开始裁员，以削减开支成本。库克表示，苹果正在削减成本，招聘速度更慢。与许多竞争对手的科技公司不同，苹果并没有宣布裁员。“我们也认识到我们所处的环境很艰难。因此我们正在削减成本。我们正在削减招聘，我们对招聘的人员非常谨慎和慎重。”

　　截至2日美股收盘，苹果涨3.71%，报收150.82美元，盘后跌近4%。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）