杀出一条“雪”路******
寒风呼啸，身着白色伪装衣的武警特战队员脚踩滑雪板穿行于林海雪原间，在运动中瞄准、击发、命中目标。
“成绩有效！”对讲机中传来声音，特战队员一个急停摘下防寒面罩，呼出的热气迅速变成一团升腾的雾气。
连日来，位于祖国边陲的黑龙江黑河最低气温已突破零下40摄氏度。面对极寒，驻守在这里的武警黑龙江总队黑河支队官兵叫响“越是严寒越向前”的口号，在白山黑水间掀起了“冬季大练兵”的热潮。
锻造坚固的“心理盾牌”
1月15日，天降大雪，黑河市锦河大峡谷内，一支行军队伍正在雪野中蜿蜒前进。“前方道路被毁，由摩托化机动转入徒步行军。”对讲机内传来指令，官兵们迅速下车、整理装具，向着山林深处进发。“冬季大练兵”的第一个课目徒步行军，正式拉开帷幕。
“不就是走路嘛！”第一次参加冬训的新兵周腾飞是南方人，第一次见到大雪的他显得格外兴奋。但队伍行进还不到10公里，原本活蹦乱跳的周腾飞就像霜打的茄子，默不作声地跟在了队伍后面。
“先是欢声笑语，然后窃窃私语，最后沉默不语。”入伍13年、经历过13次冬训的二级上士孙彪说，每年新兵参加冬训，都会经历这个过程。
“太冷了！跟我之前想的完全不一样！”走在队伍中的周腾飞望着一望无际的雪野开始犯憷，原以为在冰天雪地中行军是一件富有诗情画意的事，没想到徒步行军选的道路尽是些山沟野路，极寒条件下全副武装蹚在齐膝深的雪中，每走一步都要耗费极大体力。除此之外，无人机侦察、小股“敌人”袭扰等接踵而至的“敌情”也让周腾飞应接不暇。没过一会儿，他便汗流浃背，恐寒畏难等情绪开始慢慢出现。
“外界环境的变化，势必会导致心理上的应激。只有锻造坚固的‘心理盾牌’，才能适应实战的要求。”该支队支队长张仰勇介绍，“冬季大练兵活动”中，支队积极探索冬训期间心理服务工作新模式：他们抽选军医、卫生员、思想心理骨干成立冬训心理服务小分队，第一时间赶赴驻训地域开展心理服务工作；编印下发《严寒条件下易发心理问题解决20法》《冬训中心理自我调节常识》口袋书，为官兵配备防冻伤小药包；常态化组织冬训防寒保暖知识大讲堂，针对严寒气候环境容易诱发的多种身体、心理问题及解决方法向官兵传授经验。
摸清装备“耐寒指数”
1月17日晚，在支队的演训场上，装备保障股股长刘浩带着业务骨干对某型侦察仪器进行性能测试，尽管穿着大衣，他们还是冻得直打哆嗦。
“零下35摄氏度，某型软管窥镜电池工作效率下降30%，信息传输出现延迟……”刘浩一边讲，一边在本子上记录下此次测试的数据。在他随身携带的记录本上，密密麻麻写满了多种武器装备的“冻”态参数。
“和人一样，武器装备也会因环境的改变产生‘水土不服’，摸清各型装备‘耐寒指数’，是提高战斗力的重要前提。”刘浩介绍说，以往冬训，考虑到精密装备造价昂贵、信息化元件怕低温等原因，有的单位在冬训时选择将其“深藏闺中”。
“战争不分地域天候，恶劣环境下更能暴露出武器装备平时看不出的问题，要让每名官兵都成为数据采集员。”该支队领导在议战议训会议上一针见血地指出问题所在，随后制订下发《严寒条件下装备效能数据采集手册》，以便随时采集各型装备在不同温度条件下的性能数据。
以往从未经历过冬训的武器装备“全员出动”，暴露出的问题和困难自然不少。特战队员刘学在冬训第一天就“冒了泡”。那天滴水成冰，刘学所在小队受命执行侦察搜索任务，没想到“老伙计”竟然“罢工”了。经过检查，是由于长时间低温，电池电压不足，无人机无法起飞。
“无人机高空侦察！”对讲机传来指令。情急之下，刘学拆掉无人机电池塞进了大衣里，用自己的体温加热电池……待无人机起飞后，目标早已不见踪影，任务被判定失败。
失利后，刘学与战友们集智攻关，很快就为无人机穿上了“棉袄”——他们与厂家技术人员沟通协调，为无人机配备了便携式电池加热器，使用时仅需10分钟即可将电池温度提升至20摄氏度以上。此外，他们还在无人机电池上加装了绝缘贴纸，可以有效减缓无人机飞行过程中的热量损失。
除此之外，气温低于柴油凝点时如何避免车辆出现“趴窝”、通过染毒地带防毒面具观察口的雾气如何去除等问题，也在冬训中被一一解决。
据悉，此次野外驻训，该支队共总结测试出各类武器装备数据40余项，各型号装备在低温状态下的作战性能得到有效检验，填补了支队寒区作战的数据空白。
在冬训现场，笔者看到支队射击教员高黎明通过采集弹着点的分布规律，总结出低温条件下的射击要领，在零下30摄氏度的雪地里打出了5枪50环的好成绩。
让靶场与战场深度耦合
“距离200米，西北向来风，风速每秒5米……”观察员话音刚落，狙击手刘波果断开枪，成功“击毙”目标。
1月20日，大寒，一场实战化实兵对抗演练悄然展开，狙击手刘波执行潜伏狙击任务，在雪地中潜伏近30分钟后，才等到目标出现。
“不光打得要准，能在冰天雪地中隐蔽自己和反侦察同样重要。”刘波说。
在前不久的一次演习中，刘波所在小队受命对“暴恐分子”实施捕歼，正当刘波和观察员占据任务地域的最佳射击位置之后，意想不到的事情发生了。
“砰！”突如其来的枪声打破了山林的寂静，1名队员“遇袭”倒地。
“通过枪声判断‘敌人’位于我们西北方向。”刘波迅速判明情况，调整位置并做好射击准备。正当他在瞄准镜内发现“敌人”踪迹，准备射击时，没想到隐藏在另一方向的“敌人”却率先扣动了扳机。
“如果这不是演习，那后果将不堪想象。”复盘总结会上，“铩羽而归”的刘波作出深刻反思，“我们只顾着占领整个山谷的最佳射击位置，却忘了‘最佳位置’在顺风顺光的同时也最容易遭‘敌’打击。”
该支队作训股股长苏冠华介绍，此次演练，将部队机动至陌生地域，目的就是在陌生环境、实战条件下检验官兵作战能力，但部分官兵存在用惯性思维去适应新战场，情况设想不充分，预案制订不科学的情况，成绩不理想在所难免。
雪地机动后没有处理雪地上的脚印、生火取暖烟雾暴露目标等4类10余项脱离实战的问题被摆上台面，官兵们解决问题的同时也推动训练向实战再靠近一步。
近日，驻地气温已骤降至零下40摄氏度，但官兵们备战打仗的热情却丝毫不减，多项战法在风雪中接受了近似实战的检验。
许家铭 王梓嘉 胡森 中青报·中青网记者 郑天然 来源：中国青年报
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）
