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)
2023中国车市展望|二手车新政落地 能否冲击两千万辆大关?******
1月1日起,二手车新政落地。按照《商务部等17部门关于搞活汽车流通扩大汽车消费若干措施的通知》(以下简称《通知》)的规定,个人在一年内过户名下车辆不得超过三次,且个人名下的车辆在购入一年内不能销售。
瓜子二手车高级副总裁王晓宇表示,以个人经纪模式为主导的二手车交易成为历史,行业进入以企业经销模式为主的高质量发展的新阶段。瓜子二手车数据显示,从元旦开始,大多数二手车市场、车商以及交易相关配套服务企业均已正常经营,市场人气开始快速恢复,线上平台交易量相比2022年元旦假期增长30%以上。
1月16日,中国汽车流通协会副秘书长罗磊公开表示,2023年是各项政策全面落地的一年,二手车市场应该会全面恢复应有的活力,据预估,2023年二手车交易量应该向2000万辆大关冲击。
中国汽车工业协会副总工程师许海东对新京报贝壳财经记者表示,新政鼓励二手车经营主体去进行二手车交易,而在二手车产业中,只有二手车经营主体为主进行二手车经营才能够保证二手车整个营业体系维持正常发展。
车商以个人名义售二手车被限
《通知》中规定,2023年1月1日起,对自然人在一个自然年度内出售持有时间少于1年的二手车达到3辆及以上的,汽车销售企业、二手车交易市场、拍卖企业等不得为其开具二手车销售统一发票,不予办理交易登记手续,有关部门按规定处理。
这也就意味着,个人名下持有时间不满1年的汽车有三辆及以上的,一年内只能卖两辆,第三辆车开始开不了交易发票,也无法进行交易过户;具体时间是看办理交易时,该车在个人名下持有时间是否满一年。
此前,我国二手车交易方式以经纪模式为主。所谓经纪模式是指二手车经营主体将收购的二手车过户到车商/员工个人名下,销售时再将该二手车过户登记到买家名下,这也就产生了个人“背户”现象。有二手车商告诉新京报贝壳财经记者,个人之间交易可以免征购置税,减少成本。而经销模式则是指先将车收购至公司名下,再对外销售,在这种模式下,需按照二手车销售价格的0.5%进行缴税。
“2022年11月的时候,二手车市场的负责人曾通知我们二手车经销商,11月特别是12月大家都忙着处理手头库存车。”环京地区二手车商陈先生告诉记者,2022年规模大的二手车商库存车较多。
“2022年12月下旬,基本都在抓紧处理挂在名下的库存二手车,12月交易量增长远超11月,基本达到年内高峰。由于自己的库存车比较少,手头积压车辆还算好处理,但市场上规模稍大的二手车商压力相对较大。”陈先生说。
二手车商老李表示,手头积压车辆较多的车商由于无法短期内处理完库存车,部分会采取将库存车分散到不同的人名下的方式。不过他表示,这只是短期的应急手段,并非长久之计。
尽管有的车商犹豫,但大部分车商表示,自然人交易受限制有利于行业发展,政策意图是好的。
二手车由个人经纪转向企业经销
在经纪模式下,二手车交易普遍存在规模小、车况信息不透明、无法保证售后服务和消费者合法权益、市场诚信问题突出等现象。许海东分析称 ,新政策只是限制个人经纪模式或者是黄牛倒卖等情况,整体上利于行业发展。
业内普遍认为,随着新政的实施,未来二手车交易也或将像新车一样,实行经销模式。
王晓宇认为,“对于中小车商来说,应该积极拥抱二手车行业新政,进一步提高业务的合规性、透明性,加速从个人经纪模式升级为企业经销模式。”许海东表示,新政策有利于保证二手车行业的正常健康发展。中国汽车流通协会副秘书长罗磊补充表示,当市场环境发生变化时,车商不能坐以待毙,而应注重自身的转型升级,需要通过自身调节,找到与新形势的平衡点。
对于车商而言,调整首先需要注册个公司成为法人企业,经营范围中含有“汽车或二手车销售”的项目,或直接在原有二手车经纪公司的经营范围中增加“汽车或二手车销售”业务;其次需要在商务部网站完成备案。
“该政策具有行业里程碑式的意义;大部分车商已有相应的准备,落地后各地车商群体根据当地政策细则也会做好进一步落地工作。”王晓宇对新京报贝壳财经记者说道。
交易价格或将呈现下探趋势,品牌车商更稳定
中国汽车流通协会最新数据显示,2022年我国二手车累计交易量为1602.78万辆,同比下降8.86%,同期相比减少了155.7万辆,累计交易金额为10595.91亿元。
中国汽车流通协会数据显示,去年12月二手车交易价格持续走低,交易价格在5万元以内的车型占比增长明显。《2023年中国二手车行业展望 》研究报告中分析称,2022年全年二手车的成交均价从6.16万下降到4.84万,呈现下降趋势;基于供应链产业成本趋势及国内激烈的新能源汽车竞争环境等因素影响,预计2023年二手车交易价格仍将呈现下探态势。
业内认为,新政实施以后,随着二手车经营品牌化、规范化的深入,预计2023年品牌化车商的经营将会呈现更加稳定的趋势。
随着二手车交易临牌、以及此前全国取消国五限迁等实施,当前二手车政策组合拳已全面落地,行业已经迎来全国大流通。“对广大车商群体来说,不仅应该积极拥抱二手车行业新政,加速从个人经纪模式升级为企业经销模式,提高业务的合规性、透明性与诚信度;更要善于利用线上平台抢占全国大流通的市场红利、进一步提升周转与经营效率,大幅提升自身竞争力。”王晓宇表示。
许海东认为,近年来商务部持续推动二手车限迁接触,加快流通,对于二手车行业发展极大利好,二手车的交易流通对新车市场销售也是利好突出;按照发达国家二手车与新车交易量的比例,我国二手车市场还将继续发展,同时也将带动新车市场、二手车出口的共同发展。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)