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）

如何守护网络课堂空间******

　　光明日报记者 常莹

　　近几年，网课已成为不可或缺的教学方式，不少学校通过会议软件、直播平台等开展教学活动。而以“网课爆破”为代表的网络暴力也开始入侵在线课堂，不少师生深受其扰。前段时间，河南新郑三中老师网课遭入侵后离世的消息引发广泛关注。这一事件将“网课爆破”一词推向公共视野。

　　日前，中央网信办印发《关于切实加强网络暴力治理的通知》，提出“建立健全网暴预警预防机制，强化网暴当事人保护，严防网暴信息传播扩散，依法从严处置处罚”，旨在切实加大网暴治理力度，进一步压实网站平台主体责任，健全完善长效工作机制，有效保障广大网民合法权益，维护文明健康的网络环境。

　　“网课爆破”究竟是什么？为何在网络课堂中出现？我们又该采取什么样的措施制止“网课爆破”，保障网课安全？记者就此展开了采访。

在内蒙古呼和浩特市赛罕区南门外小学，教职工在监控室里查看网课录制情况。新华社发

　　1.谁在扰乱教学秩序

　　新郑三中教师遭“网课爆破”的事件，让很多人开始警惕，教师也成了网络暴力的围猎对象。

　　遭受“网课爆破”的新郑三中老师的亲属介绍，该教师原在新郑三中教授历史课，一段时间以来，她的网课经常遭遇“入侵”和“爆破”。10月28日晚在上网课时，再次有陌生网友闯入网课直播间对其进行辱骂，干扰课件投屏，迫使该老师退出网课。两天后她被发现在家身亡，死亡证明鉴定为猝死。目前，当地公安、教育等部门正在介入处理调查此事。

　　“网课爆破”是如何实施的？记者调查发现，一场“网课爆破”往往有几位乃至十几位参与者，并非“恶作剧”般简单。

　　何为“网课爆破”，目前尚未有明晰的定义。根据已发生的案例进行归纳，“网课爆破”是一种恶意入侵网络课堂、扰乱网络课堂秩序的行为。当网课会议号和密码被泄露后，有些人有组织地“入侵”在线课堂，通过强行霸屏、刷屏发送骚扰信息，甚至辱骂师生、播放不雅视频等方式，恶意扰乱教学秩序。这些入侵课堂的人，在社交媒体上被称为“爆破手”。

　　“爆破手”通过社交媒体，有组织地发起一场场“爆破”，有些“爆破”来自学生本身，也有些来自明码标价的专业组织。有组织的“爆破”由知情人泄露网课时间和房间号码，专门的“组织者”下达“爆破令”后，参与者在固定时间集合“爆破”网课。根据已有报道，无论是内部泄露的学生，还是专门的“爆破手”，“网课爆破”的参与者以青少年学生居多。

　　《2021年全国未成年人互联网使用情况研究报告》显示，2021年我国未成年网民规模达1.91亿，未成年人互联网普及率达96.8%。未成年网民在网上遭到讽刺或谩骂的比例为16.6%；自己或亲友在网上遭到恶意骚扰的比例为7.0%。

　　数字时代，人们很难离开互联网，网络技术的不断革新也给了网络暴力发展的空间。复旦大学网络空间国际治理研究基地主任沈逸接受采访时指出：“‘网课爆破’并非普通的网络暴力，而是网络暴力向正常课堂教学活动的渗透，是一种新型网络暴力。目前，‘网课爆破’显示出两大新特点：第一，具备‘干扰性’特征，即试图阻断正常的网络沟通和交流，使授课无法继续进行。第二，具备‘暴力性’特征，即使用攻击性的语言、骚扰性的视频乃至违反公序良俗、带有人身攻击性质的不雅言辞，攻击特定的目标或泛化的非特定目标，以达到扰乱秩序的目的。”

一名上海小学生在家中上网课。新华社发

　　“网课爆破”这一恶意行为，经过互联网的放大传播，往往成了伤人利器。11月4日，中国政法大学教授罗翔发布视频称：“这种行为真的让人感到非常愤怒，因为同为教育工作者，我时常能够把自己代入进去。我在想，如果我面临类似的情境，会如何作为？”

　　“与网络暴力普遍表现为朴素正义感不同，‘网课爆破’表现为参与者在扰乱课堂秩序过程中的无理性狂欢，其参与者以青少年学生居多。”中国传媒大学主流融媒体研究中心主任唐远清接受采访时说，“网课爆破”对课堂秩序而言有着不可忽视的破坏性，给学生和老师都带来巨大的伤害。

　　2.缺乏应急预案与管理办法

　　互联网已成为当代未成年人重要的学习、社交、娱乐工具。以“网课爆破”为代表的网络暴力行为是如何蔓延和发展起来的？

　　网络的匿名性是“网课爆破”存在的原因之一。“网络世界天然的治理难点在于，即便是引入了‘白名单’机制的软件，也不可能完全解决实名制问题。而即便解决了实名制问题，顶着‘数字化面罩’与他人交流的体验也完全不同于线下面对面交互的体验，人们在不使用真实身份时更容易肆意释放内心的极端情绪。”沈逸说。

　　“教师在操作层面的水平不同，对网络熟悉程度也不同，这些都是不可忽略的因素。与此同时，校方和平台方在预案预警方面缺乏相应的响应机制。”唐远清如是说。

　　沈逸也表示，“教学行为自线下向线上的大规模转移，是在新冠肺炎疫情暴发的大背景下开始的，所以也是在缺少事前准备的前提下展开的，而对网课的管理，没有跟得上网课的发展”。

广西东兴中学的学生在家上网课。新华社发

　　随着“网课爆破”现象不断浮出水面，其背后的组织化、黑产化的趋势值得警惕。沈逸阐述了自己的担忧：“我们需重视‘网课爆破’发展趋势。一是‘生态化’态势。一些参与的学生理所当然地认为，只要自己不喜欢某一门课，就可以找人进入课堂捣乱，他们并没有意识到做法的不正确性。二是‘组织化’态势。有一些依托社交软件形成的群体或圈层正在承接这些‘爆破’的订单。三是‘流量化’态势的前兆。某种程度上，‘网课爆破’已经具备了‘流量化生存’的前兆。所谓‘流量化生存’，即通过获取流量来提升或真实或虚幻的影响力，为此不惜游走在违反公序良俗或法律法规的边缘。四是网络暴力的参与者能够从对正常社会活动秩序的扰乱、冲击和破坏中获得所谓的成就感、归属感和宣泄负面情绪的快感。”

　　3.维护网课秩序仍需多方发力

　　“网络课堂作为学校进行教育教学活动的重要场所，其教学质量必须得到保证。‘网课爆破’的治理，需要多方面的合力：公安机关依法打击破坏网络课堂秩序的违法犯罪行为，依法惩治形成有效震慑；学校要重视对学生的引导和教育，也要加强对老师应对网课突发事件能力的培训；有关部门要通过健全监管监督机制，促进平台履行主体责任。”唐远清说。

　　目前，多个网络会议平台已有相关应对措施，开展巡查和处理，清理掉了相关违规内容并封禁了部分违规账号，并对“网课爆破”设立相应阻止功能。例如，腾讯会议提供了多种会前、会中、会后的权限设置方式，保障在线课堂安全性，满足课堂、研讨会、答辩等多种场景的教学需求；在钉钉，老师可通过设置‘仅主持人可邀请成员’，限制参会学生把会议号分享给陌生人。目前，记者在一些社交平台上搜索，发现此前以“网课爆破”为关键词活跃的部分社交小组已无搜索结果。

　　与此同时，校方也行动起来，努力做好预防预警和事后处理工作。部分地区教育部门已关注到“网课爆破”情况频现，并要求学校采取措施加强在线课堂安全，包括实名授权学生进入，要求每个学校设置网络监控员，加强一线教师培训等。课堂之外，也要通过宣传、教育的方式，重点引导学生正确认识网络，养成良好上网习惯，遵守网络规则，规范自己在互联网上的言行。“整体网络环境是其中每一个个体互动建构的结果，每个人都要为自己在网络空间中的言行负责。预防‘网课爆破’不仅需要校方的努力，还需要政府从更宏观的层面提高治理能力、建设治理体系，为校方提供支持。”沈逸说。

宁夏银川市兴庆区第四小学教师通过线上平台为学生上语文课。新华社发

　　网络空间不是法外之地，维护网络课堂秩序，惩治网课暴力乱象，刻不容缓。罗翔表示，对于扰乱正常的工作秩序、教学秩序，现行法律提供了许多规制之道，无论是教育法、治安管理处罚法，还是刑法，都有相应的惩治措施。尤其是对公然侮辱他人，现行刑法第246条就规定了侮辱罪，以暴力方法或其他手段公然侮辱他人，情节严重的，最高可以判处3年有期徒刑。

　　近几年，网络安全法、个人信息保护法、电子商务法以及有关司法解释等，都对打击网络水军、治理网络暴力等问题提供了强有力的法律支撑。在今年的网暴专项整治行动当中，重点网站平台累计拦截涉攻击谩骂、造谣诋毁等信息6541万余条，处置违法违规的账号7.8万个。在去年11月份正式实施的《中华人民共和国个人信息保护法》中，明确提到了要加强重要互联网平台的义务，以及强化侵犯个人信息的惩罚机制和力度。

　　日前，中央网信办印发的《关于切实加强网络暴力治理的通知》指出，网站平台要根据自身特点，建立完善紧急防护功能，提供一键关闭陌生人私信、评论、转发和@消息等设置。用户遭遇网暴风险时，网站平台要及时发送系统信息，提示其启动一键防护，免受网暴信息骚扰侵害。在网站平台评论、私信等位置设置网暴信息快捷投诉举报入口，简化投诉举报程序，网站平台对于明确为网暴信息的应在第一时间予以处置。向用户提供针对网暴信息的一键取证等功能，方便当事人快速收集证据。坚持最有利于未成年人的原则，优先处理涉未成年人网暴举报。

　　“营造清朗的网络空间，认清‘网课爆破’的本质与危害，保障网络课堂的安宁，筑牢校园网络安全防火墙，离不开多方发力，久久为功。”唐远清说。

　　《光明日报》（ 2022年12月20日 07版）