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)
全国多地切实提升互联网医疗质效 便利群众“云就医”******
互联网医疗便利“云就医”
“我已经第四天发烧38.5摄氏度以上了,是不是要赶紧来医院看一下?”“孕妇的退烧药用哪种更安全?”“小孩子退烧后精神状态不太好,要如何处理?”“家里老人需要长期用药,往返医院配药取药有没有更方便的办法?”……这段时间,随着疫情防控措施的优化,以及有关互联网医疗服务新规的颁布,多个互联网医疗平台新冠相关咨询问诊量不断增长。
记者了解到,面对新冠疫情防控新形势新任务,多地充分发挥互联网医疗平台作用,创新方式方法,积极为患者提供开具治疗处方、送药上门、心理咨询、用药指导等服务,便利群众就医用药,以推进开展互联网医疗服务为契机,切实提升互联网医疗质效。
为群众解决就医问药难题
“这几天再不去,我的药就要没有了。”浙江杭州市民沈阿姨有点着急,因为是高血压患者,最近这波疫情,家人怕她体弱感染病毒,就把正打算出门问诊的沈阿姨拦了下来。一旁的女儿拿出手机,点开“杭州市中医院”微信公众号,让她试试“互联网医院”,从菜单栏进入“互联网医院”在线复诊开方。不到10分钟,沈阿姨就在手机上完成了挂号、开方、付费,后续只要在家等着药品配送上门,连出门排队、取药的时间都省了。
像沈阿姨这样,患者只要选择“杭州市中医院”官方微信服务号或订阅号,就能实现“在家看病”。近一个月来,呼吸科、儿科复诊量较大,抗病毒中药制剂及退烧药物需求最多。
全国各地都在广泛开展互联网医疗服务。1月12日,黑龙江中医药大学附属第一医院互联网医院正式上线。其特色是,将信息化与中医药有机结合,打破传统医疗服务时空距离,满足新形势下群众居家诊疗、看病购药需求,实现诊疗服务再升级、服务内涵再拓展、便民成效再提升。动动手指、足不出户看专家,让“信息多跑路、患者少跑腿”,切实提升患者就医感受。
在北京,各主要三甲医院均已开通互联网诊疗服务。2022年11月10日,北大肿瘤医院发布动态信息介绍,正式开通“北肿云病历”APP初诊患者免费咨询服务;2022年12月8日,首都儿科研究所开通“新冠咨询”线上服务,实现医疗资源的扩容,为居家患儿提供方便;2022年12月11日,北京大学人民医院表示,共有30个科室已经在互联网医院出诊,工作日及周末、节假日均开放互联网诊疗服务;2022年12月12日,北京朝阳医院开通“新冠感染在线问诊”服务;2022年12月14日,北医三院表示,北医三院互联网医院(北医三院APP)现开设“发热诊疗专栏”,支持首诊开药……
在上海,趁着中午时间,上海交通大学医学院附属新华医院临床药学部审方药师金磊拿出手机,处理来自互联网医院上未审核的处方。目前新华医院互联网医院门诊每日的接诊量已达此轮疫情前的6倍,共有700多名医生在互联网医院上进行了注册,覆盖所有科室,通过排班,确保每天每个科室都有医生在线。
国家卫健委医政司司长焦雅辉介绍,2022年12月,国务院联防联控机制医疗救治组印发了通知,要求各个医疗机构提供互联网医疗服务,按照诊疗方案,以及居家治疗指南,为出现相关症状的患者提供互联网诊疗服务,开具处方,由线下进行药品配送。
“通过互联网医疗,根据诊疗方案以及居家治疗指南,为出现新冠症状的问诊患者开具相应处方,通过线下第三方配送提供相应的药品。同时,我们也要求医疗机构提供24小时线上咨询用药指导,以及分时段预约诊疗的服务。通过这样的方式,削减医疗机构瞬时的就诊高峰,减少人员聚集,降低患者到医院就诊发生交叉感染的风险。”焦雅辉表示。“针对非急诊情况推动分时段的预约诊疗,通过这种预约诊疗,降低和减少到医院同时就诊的人流高峰,分流患者,减少交叉感染的风险。通过精准的分时段预约诊疗,缩短在医院等候的时间。”
全国各地出实招
在国家卫健委发出通知之后,各地根据自己实际情况,推出了因地制宜的措施。从支付方式到医院参与方式,从技术手段到宣传普及,有效吸引广大群众参与。
1月8日,福建省医保局出台新冠病毒感染互联网医疗服务收费政策,将新冠病毒感染互联网首诊服务纳入医保支付范围,持续优化“互联网+”医疗服务医保支付工作,为患者医保就医提供方便。根据新政策,出现新冠病毒感染相关症状、符合《新冠病毒感染者居家治疗指南》的患者在该省公立医疗机构互联网医院进行首诊并在线开具相关症状处方,首诊诊查费纳入医保支付,不设个人先行自付比例。同时,新冠病毒感染互联网处方、药学服务实行线上线下相同的医保支付政策,切实保障患者无接触就医需求,促进医疗机构新冠病毒感染就诊人群线上线下合理分流。
作为上海“一网通办”总门户移动端,“随申办市民云”APP全力打造该市新型就医服务体系,现已接入25家医院和6个区,向市民推出“互联网医院”应用服务,医保和自费的复诊患者本人和绑定亲属关系的家人,体验线上复诊、医生端可开具处方、报告查询、患者在线支付药费、药品自取或配送到家等多项就医服务。
截至目前,广东省全省三甲医院已全部开设互联网医院,为全省居民提供线上线下一体化健康医疗服务。数字显示,2022年12月12日至31日,广东全省互联网医院共服务124.68万人次,日均服务6.24万人次。如果按一家医院1天1万人次的门急诊量来计算,相当于新增设了6家大中型医院,有效缓解医院门诊压力,降低就医交叉感染风险。
近日,安徽省医疗保障局、财政厅、卫生健康委联合印发《关于贯彻实施“乙类乙管”后优化新型冠状病毒感染患者治疗费用医疗保障相关政策的通知》,对新型冠状病毒感染患者治疗费用医疗保障相关政策进行优化调整,自新型冠状病毒感染实施“乙类乙管”之日起施行,先行执行至2023年3月31日。《通知》要求,住院医疗费用全部纳入综合保障,救治医院定点范围扩大到所有收治医院。
依托湖南省居民健康卡平台,湖南省开设了“互联网医院”入口,目前已有70家医院入驻,群众一键即可获得新冠健康咨询、就医指导、预约诊疗、在线处方、药品配送等线上医疗服务。点开“湖南省居民健康卡”微信公众号,在热点服务中就能找到“互联网医院专区”。这个专区是湖南省互联网医院的统一入口,集中整合发布全省已审核确认的互联网医院和互联网诊疗平台信息,并为全省群众提供互联网医疗服务。目前已入驻中南大学湘雅医院、湖南省人民医院等70家医院的互联网医院,名单还将继续更新。
为适应新冠病毒感染“乙类乙管”后人民群众的医疗服务需求,黑龙江省卫生健康委牵头开发上线了“健康龙江新冠医疗服务”小程序,汇集互联网医院、互联网发热门诊、在线药房等线上医疗健康服务资源,对接线下医疗机构和零售药店,以医务人员队伍为支撑,为新冠患者提供方便快捷的健康管理指导和医药服务。
提升互联网医疗质效
互联网医疗,既包括实体医院的“触网”,也包括很多在线医疗平台、医疗企业的积极参与,多管齐下,实现提质增效。
一些地方对互联网医疗资源进行了很好整合。
比如广东,近年来加快推进“互联网+医疗健康”示范省建设,大力发展互联网医疗,支持有条件的医院建设互联网医院。截至2023年1月4日,入驻“粤健通”微信小程序互联网医院服务平台的互联网医院达160家,覆盖综合医院、中医、妇幼、口腔、皮肤、眼科、肿瘤、职业健康等不同类型的医院。登录“粤健通”微信小程序后,点击选取相应的互联网医院,即可获得互联网医院专家提供的健康咨询、就医配药等服务。
大量在线医疗平台的加入,也为病人提供了及时帮助。很多医生借助这些平台,与病人实时互动。
“目前,实体医院‘触网’的积极性大增,互联网医院已由实体医院的‘可选项’变为‘必选项’。”微医集团相关负责人表示,随着用户的在线诊疗习惯不断增强,医生参与线上诊疗服务的意愿随之大幅提升。相关调查显示,83%的医生愿意尝试线上诊疗服务;与疫情前相比,医生参与在线问诊、患者科普、复诊续方等服务的频率和时间投入均有显著提升。
2022年12月15日,泰康在线“线上发热门诊”上线,由泰康海南互联网医院提供医疗服务,截至2022年12月31日已累计服务超8000人次,在助力缓解线下医疗资源紧张,帮助新冠相关轻症患者及时就医方面发挥了积极作用。所有在泰康在线“三端一微”的客户,均可享受足不出户的远程医疗咨询及配药需求。其中,在线问诊承诺全天候服务,随时响应咨询问诊需要。此外,在线问诊还扩增了儿科、妇产科、骨科等科室的医疗咨询服务,满足客户多种疾病并发的就医需求,同时药品品类丰富,包括头疼脑热、感冒发烧、各类炎症等常见疾病的药物。
1月6日,“陕健医集团新冠防治网上咨询服务信息化平台”上线。据了解,该平台由陕健医集团联合优享健康合力打造,作为一家国企医疗集团企业,陕健医集团通过整合下属66家国企医疗机构呼吸内科、感染科、儿科医生资源,运用“互联网+医疗”思维,简化问诊流程,让医疗咨询服务突破时间、地域局限,解决新冠患者特殊时期就医挂号难、与医生沟通不方便的问题,全面提升患者就医咨询体验,让医疗服务变得触手可及。据介绍,目前该咨询平台已开通呼吸内科、感染科、儿科3个科室,有100多名医生专家入驻咨询平台。咨询平台为不方便出门的患者提供语音、图文、视频3种方式的问诊咨询服务。
1月11日,“强国医生”首个心理健康服务“好心情健康”小程序上线,提供心理健康测评、在线问诊、极速提问等多种心理健康服务,心理问题实现实时在线问诊、咨询。“好心情健康”是心理医疗和健康数字化服务平台,目前注册医生5万余名,其中临床精神心理科医生逾4万名,通过智能化、数字化和专业化的临床技术,提供线上和线下心理医疗服务。在强国医生“好心情健康”小程序中,“首页”有在线问诊、复诊开药、量表测评、极速提问等功能。
以推进开展互联网医疗服务为契机,许多地方创新模式、深化延伸在线服务,进一步方便患者在线就医,切实提升互联网医疗质效。
北京市卫生健康委员会党委委员屠志涛介绍,目前北京可开展新冠症状互联网首诊并给予价格和医保政策支持,公立医疗机构可在线提供新冠相关症状的首诊服务,按照线下医事服务费价格政策执行,纳入基本医疗保险支付范围,与线下报销标准一致。北京还积极推进医保在线支付功能,实现全程脱卡结算,为参保人员提供更加便利的服务。
浙江省医保局副局长徐伟伟介绍,为了方便患者,近期浙江医保部门推出了“患者在线就医、药品线下配送、医保线上支付”就医新模式,扩大线上就医配药可以报销的医院、药店范围,优先将治疗发热、咳嗽等医药费用以及高血压、糖尿病等12种慢性病治疗费用纳入“互联网+医保”直接结算。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)