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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）

“药事”提醒：乱吃药，很麻烦******

　　蒋炜

　　国家和地方持续优化疫情防控措施，大众进一步提升对个人健康与防护的重视，近期网传的“囤药清单”“服药顺序”，引发了一波家庭备药热潮。

　　俗话说有备无患，家中药箱备足让不少人有了战胜新冠的信心和安心，但是也要提醒的是：当前，新冠病毒奥密克戎株感染，绝大多数感染者不用住院、甚至不用吃药，而自行乱吃药中毒乃至导致不可逆的器官损伤，不住院可不行了，必须要提高警惕。

　　同服多种感冒药，女孩急性肝损

　　近期，我们遇到这样一则病例：14岁女孩阿玫在感冒初期2天内，吃了7种感冒药。原以为多种药物合并吃，能好得更快些，但阿玫的感冒症状不仅没有得到缓解，反而出现了更严重的呕吐、腹痛等症状。在家人的陪同下，阿玫被送往当地医院急救，被医生诊断为急性肝损伤，究其原因就是合并服用了多种类型的感冒药和退热药！

　　临床上，因为自行乱服药物造成急性肝、肾损伤的现象屡有发生，主要表现为不同程度的转氨酶和/或碱性磷酸酶、肌酐等水平增高，严重可有发热、厌食、恶心、呕吐及腹部不适等症状。在此提醒大家：用药越多，不一定疗效越好，更不能自行将不同品类的药物混吃，切勿盲从网络上的服药建议。在此详细讲解几个比较集中的用药误区。

　　多种感冒药一起吃，效果会更好？

　　警惕：切勿自行服用过量药

　　如果突然感冒了，想必大多数人首先会选择自行购买非处方药，并未在医师或者药师指导下服用药物。然而，现在市面上的许多感冒药，特别是复方制剂、中成药、退烧药和止痛药中都含有对乙酰氨基酚的成分，服用前一定要仔细阅读说明书。

　　如果同时使用两种感冒药，或同时吃退烧药和止痛药，会造成对乙酰氨基酚摄入过量，从而会导致急性肝损伤，严重会引起肝衰竭甚至死亡。

　　常见的含有对乙酰氨基酚的感冒药：氨酚伪麻美芬片、酚麻美敏片、酚麻美敏混悬液等。

　　服用感冒药时，切记没有所谓“1+1>2”的功效，却有着“1+1>2”的用药风险。

　　不同品类药物可以混在一起吃？

　　警惕：药不能随便吃，更不能随意混着吃

　　我们一贯主张药不能随便吃，没有所谓“预防疾病吃点药”，有症状，对症服药。吃药时，也不能随意“混着吃”。要注意，这些药物组合不能有。

　　【不能同时服用：藿香正气水、头孢】

　　藿香正气水和头孢不可同时服用。由于藿香正气水中含有酒精，会在体内消化产生乙醇，而头孢类药物会抑制乙醇在体内的代谢，造成乙醇蓄积，严重时可诱发急性肝损害、呼吸暂停甚至死亡。

　　【不能同时服用：益生菌、抗生素】

　　益生菌和抗生素，若吃不对，吃了可能没效果。益生菌是我们俗称的肠道有益菌，而抗生素则大多是抗细菌药物，主要的机能就是杀死细菌。如果益生菌和抗生素一起吃，抗生素在杀死有害菌的同时，也会把益生菌杀死，那益生菌就白吃了。因此原则上建议，抗生素和益生菌的服用时间至少间隔两个小时以上。

　　不过，也有个别益生菌例外，比如抗生素相关性腹泻，医生会推荐布拉氏酵母菌，这种益生菌属于真菌，可以与抗生素一起服用。当然，出现了急性腹泻也不一定完全是细菌感染，特别是儿童，秋冬季尤其要警惕诺如病毒感染。

　　【不能同时服用：化痰药、止咳药】

　　化痰药和止咳药同时服用，当心堵塞呼吸道。化痰药作用不是让痰液凭空消失，而是把痰液变得更稀释，更容易被排出。稀释过的痰液体积会增大，如果不及时排出，特别容易堵塞呼吸道，所以我们要利用咳嗽的方式把痰排出去。

　　如果同时服用了止咳药，妨碍了排痰，则可能造成呼吸不畅。年龄越小的孩子，呼吸道堵塞的风险越高，排痰能力越差，越要警惕。因此，两者不建议同时服用，也不建议间隔时间服用。

　　【不能同时服用：止痛药、抗凝药】

　　抗凝药物会阻止凝血因子合成，常用于预防血栓形成；止痛药具有抗血小板的作用。二者作用类似，前者是阻止凝血，后者是延长凝血时间，同时服用会使得出血机会增加，容易引发患者内出血，如：皮肤淤血、淤斑，消化道出血等；若不慎外伤，易导致难以止血。

　　常见抗凝药：华法林、利伐沙班片、艾多沙班等；

　　常见止痛药：布洛芬、双氯芬酸钠等。

　　【不能同时服用：缓解鼻塞药、降血压药】

　　缓解鼻塞药与降血压药联用会影响降压效果。缓解鼻塞药通常含有减充血成分(主要是含麻黄碱素类药物)，通过收缩血管达到缓解鼻塞的目的，但这可能导致血压上升，影响降血压药的药效。高血压患者尤其是规律服用降血压药的患者，当出现鼻塞不适时，要在专科医生或药师的指导下谨慎使用缓解鼻塞药，如麻黄碱滴鼻液、氨酚伪麻胶囊、氨酚伪麻那敏片、复方桔梗麻黄碱糖浆等。

　　这些常见药品，一定要记住不能混着用，相互作用很可能危害人体健康。

　　特殊人群根据需要可以自行服药？

　　警惕：特殊人群服用这些药物注意

　　【老人用药】

　　老年人的新陈代谢速度减慢，各个脏器功能减弱，药物敏感性增加，更容易发生药物不良反应。由于复方感冒药(如泰诺、新康泰克、白加黑等)中含伪麻黄碱成分，易导致血压升高、心跳加快等不良反应；前列腺肥大的老年人要慎用含伪麻黄碱的感冒药，服用后可能会加重病情，如小便不能排出、膀胱涨等。

　　【孕妇用药】

　　孕妇并不是不能用药，而是在该用药时必须用药，而且应当在医生或者药师的指导下用药。孕早期(5-14周)是胎儿脑部、神经以及器官发育的关键时期，无论是感冒病毒本身，还是抗感冒药都对胎儿有很大影响，建议孕早期避免用药，但孕期出现感冒发烧症状应及时就医。

　　【儿童用药】

　　由于婴幼儿肝、肾发育尚不成熟，对药物的清除和排泄较慢，用药时容易出现不良反应。世界卫生组织(WHO)以及中国的发热指南均推荐，儿童发热，可以选择对乙酰氨基酚或者布洛芬退热，但是不推荐两者联用或交替使用。

　　另外要注意：不要同时服用两种及以上感冒药，以免成分相同而产生用药过量；要使用儿童剂型的药物或有儿童推荐剂量的药物；不要一发热就急着用退热药，一般当体温超过38℃时，适于配合使用退热药。

　　(作者为复旦大学附属中山医院厦门医院大内科主任、消化科执行主任）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）