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）
“种牙”整体费用有望降一半——口腔种植牙省际联盟集采看点解析******
平均中选价格降至900余元，与集采前中位采购价相比，平均降幅55%；全国近1.8万家医疗机构参与集采，采购需求量达287万套……1月11日，口腔种植体系统集中带量采购在四川开标，产生拟中选结果，拟中选产品公示后将发布正式中选结果。此次集采有哪些看点？
中选产品平均降价55% 患者有望不再“望牙兴叹”
记者了解到，在国家医保局指导和协调下，四川省医保局牵头形成口腔种植体系统省际采购联盟，集采范围覆盖全国。
参与投标的企业代表、相关专家、多省医保部门的代表……1月11日上午10点，四川省政府政务服务和公共资源交易服务中心的开标室内座无虚席，种植牙集采开标工作正式启动。
四川大学华西口腔医院口腔种植科主任满毅介绍，种植牙可以获得与天然牙齿功能、结构及美观相似的修复效果，一直被口腔医学界公认为缺牙的最佳修复方式，患者需求量也比较大，仅四川大学华西口腔医院口腔种植科一年的种植牙数量就超过6000颗。
据介绍，拟中选产品平均中选价格降至900余元，与集采前中位采购价相比，平均降幅55%，预计每年可节约患者费用40亿元左右。
“不再让患者‘望牙兴叹’，集采后的种植牙将为更多患者减轻医疗负担。”满毅说。
记者梳理发现，在此次开标现场，多款产品“踩线”或是接近“踩线”报价。集采现场共有55家企业参与，其中39家拟中选，中选率71%，中选企业既包括一些知名国际企业，也包括一些国内企业，中选产品丰富。
记者从国家医保局获悉，集采前价格较高的士卓曼、登士柏、诺保科种植体系统从原采购中位价5000元左右降至1850元左右，市场需求量最大的奥齿泰、登腾种植体系统从原采购中位价1500元左右降至770元左右。
“此前种植牙收费价格不太规范，经常出现一颗牙打包一口价收费，但是患者并不清楚其中各个部分多少钱。集采后价格体系将更加公开透明。”首都医科大学国家医疗保障研究院院长助理蒋昌松说。
“种牙”不仅贵在牙本身，其附带的医疗服务费用也让不少公众望而却步。除了以集采形式降低种植体价格，国家医保局去年印发文件，明确三级公立医院单颗常规种植牙的医疗服务价格调控目标为4500元，旨在通过发挥公立医疗机构价格“锚”的作用，引导民营医疗机构合理定价，让公众更加充分感受到“减负”效果。
据了解，口腔种植的费用大致分为种植体、牙冠和医疗服务三个部分，经过此次种植体集采后，预计种植一颗牙的整体费用（含医疗服务、种植体和牙冠）有望降低一半左右。
历时近一年时间 口腔种植牙集采到底难在哪儿？
国家医保局相关负责人表示，不同于以往耗材集采，口腔种植牙民营医疗机构占比大、种植体品牌集中度高、产品系统组成和种植牙费用构成复杂等，都为此次口腔种植牙集采带来不小难度。
为充分了解当前种植牙市场情况，多地先行“试水”，为规范口腔类医疗服务探索可行路径。
2021年年底，四川省发布《关于开展部分口腔类高值医用耗材产品信息采集工作的通知》，收集多地口腔医用耗材历史采购数据。
据调查，种植牙市场化程度高，民营医疗机构约占80%的市场份额。如果不能动员更多民营医疗机构参加，可能难以取得足够的量价博弈效果，群众也无法便利地享受种植牙服务。
为此，此次集采付出了大量精力动员民营医疗机构参加集采。约1.4万家民营医疗机构参与集采报量，占本次集采医疗机构总数的80%。
“这次可以说是最难的一次集采。”四川省药械招标采购服务中心主任赵应成告诉记者，因为种植牙体没有进入医保目录，民营医院可以根据具体运行成本自行定价。
有公众反映，“种牙”除了牙体本身外，还有很多配套产品需要一起购买，不禁担心集采后会不会“按下葫芦浮起瓢”。
为避免此类现象发生，这次口腔种植牙集采以多部件组合成套采购，种植体产品系统包括种植体、修复基台、配件包，防范部分部件因未中标而短缺或因未纳入集采而涨价。
为了保障临床使用的稳定性和延续性，此次集采还根据医疗机构采购需求、企业供应能力和意愿适当开展分组竞争，将医疗机构需求量大、且能全国供应的企业分为A组，其他企业分在B组，为公众提供“质优价廉”的产品。
预计最快3月下旬落地 将建立价格监测预警机制
记者了解到，通过多项措施协同发力，预计2023年3月下旬到4月中旬，患者将全面享受到降价后的种植牙服务。
“各省医保局官网将长期公布种植体集采中选价，方便患者对比民营医疗机构加价幅度，引导患者前往价格合理的医疗机构就医。”此次集采省际联盟联采办负责人说，我们倡导民营医疗机构加价适度，实现患者利益和医疗机构发展的共赢。
记者了解到，口腔种植牙在公立医疗机构的医疗服务项目和医用耗材将分开计价收费，医用耗材执行“零差率”销售政策，中选价格就是患者最终向医院支付的种植体价格；在民营医疗机构，口腔种植价格实行市场调节，允许民营医疗机构在种植体中选价格基础上加成一定比例。
“在今天集采结果出来后，我们将立即组织企业和医疗机构明确采购量、签订合同，让患者能享受到集采带来的好处。”赵应成说。
据介绍，为了推进此次集采效果扎实落地，各地医保部门将做好后续的价格监测工作。对于民营医疗机构，还将建立价格预警机制，通过及时的信息披露等办法，引导民营医疗机构落实此次集采。
同时，各地医保部门也将对价格虚高、收费不合理、虚假宣传的医疗机构予以公开曝光，引导民营医疗机构制定符合市场竞争规律和群众预期的合理价格，真正让患者享受到集采降价实惠。
下一步，医保部门将做好集采中选结果落地实施前的准备工作，并将在近期对种植牙过程中配套使用的牙冠耗材开展竞价挂网，同步落实口腔种植医疗服务价格全流程调控，使种植牙服务的三类主要费用同步下降，有效降低群众种牙费用负担。（彭韵佳、董小红、沐铁城）
