第24屆冬奧會(huì)日前在北京完美落幕，冬殘奧會(huì)也將于3月4日拉開帷幕。在冬奧會(huì)、冬殘奧會(huì)精彩的比賽瞬間背后，科技智慧故事紛紛上演。其中，產(chǎn)業(yè)用紡織品相關(guān)的科技元素異常突出，亮點(diǎn)頗多。諸多新材料在這兩場(chǎng)國(guó)際盛會(huì)中貢獻(xiàn)力量，助力中國(guó)綠色辦奧、科技辦奧。
在國(guó)家高度關(guān)注以及高科技領(lǐng)域投資集中等多重因素刺激下，我國(guó)碳纖維復(fù)合材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展取得了可喜的成績(jī)，在本屆冬奧會(huì)、冬殘奧會(huì)上大放異彩。這些明星產(chǎn)品，都將出現(xiàn)在CINTE22第十六屆中國(guó)國(guó)際產(chǎn)業(yè)用紡織品及非織造布展覽會(huì)上。
火炬身披碳纖維“外衣”：
燃燒溫度＞800℃氫氣環(huán)境正常使用
中國(guó)石化旗下的上海石化為北京2022冬奧會(huì)、冬殘奧會(huì)火炬披上了碳纖維“外衣”，是全球首次實(shí)現(xiàn)以碳纖維復(fù)合材料制作奧運(yùn)火炬外殼，解決了氫燃料燃燒時(shí)火炬需要耐高溫的技術(shù)難題，使其具有“輕、固、美”等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)在高于800攝氏度的氫氣燃燒環(huán)境中正常使用。上海石化與核八所一起攻關(guān)，引入高性能樹脂、與碳纖維一起做成碳纖維復(fù)合材料，最后通過工藝調(diào)整，把火炬上半段燃燒端在1000℃以上高溫中進(jìn)行陶瓷化，有效解決了在高溫制備過程中火炬外殼起泡、開裂等難題，達(dá)到了既能夠耐溫又能夠耐火的要求。相比冰冷的金屬火炬外殼，“飛揚(yáng)”更加讓火炬手感到溫暖，助力“綠色奧運(yùn)”。
冬奧會(huì)開幕式碳纖維發(fā)光桿：
重量輕強(qiáng)度高操作性好
根據(jù)冬奧會(huì)開幕式道具師介紹，用于開幕式的發(fā)光桿采用了碳纖維復(fù)合材料，長(zhǎng)9.5米，首端直徑3.8公分，末端直徑1.8公份，重量3斤7兩。這根看似普通的桿不僅科技感滿滿，其中還充滿了剛?cè)岵?jì)的中國(guó)美學(xué)。原來(lái)發(fā)光桿采用的是不銹鋼的道具桿，重量有6斤，雖然重量不大，但是長(zhǎng)度太長(zhǎng)，導(dǎo)致桿子晃動(dòng)厲害，難以控制。最終道具組決定在魚竿中廣泛采用的碳纖維復(fù)合材料，不但重量輕、強(qiáng)度高，操控性也更好。
國(guó)產(chǎn)3D打印碳纖維速滑冰鞋：
重量減輕3%-4%
河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)教授楊金田及其科研團(tuán)隊(duì)建立了速滑運(yùn)動(dòng)員腳型和足底的數(shù)據(jù)庫(kù)、足底3D掃描與打印系統(tǒng)。歷時(shí)1年多時(shí)間，成功研制出第一代高性能碳纖維復(fù)合材料速滑冰鞋。與中國(guó)高端速滑冰鞋相比，碳纖維冰鞋重量減輕3%-4%，冰鞋剝離強(qiáng)度提升7%。楊金田教授表示，團(tuán)隊(duì)將推進(jìn)冰鞋的迭代，第二代國(guó)產(chǎn)冰鞋將能夠與國(guó)外同類產(chǎn)品一較高下，實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)口品牌的“彎道超車”，為我國(guó)冰雪運(yùn)動(dòng)發(fā)展增強(qiáng)“技力”。
國(guó)產(chǎn)TG800碳纖維復(fù)合材料國(guó)產(chǎn)雪車：
降低重心更加平穩(wěn)
為了能讓有著“冰上F1”之稱的國(guó)產(chǎn)雪車高速奔馳，雪車車身所用的材料質(zhì)量輕、強(qiáng)度高。因此，制造雪車瞄準(zhǔn)了碳纖維復(fù)合材料，采用了高強(qiáng)度等級(jí)國(guó)產(chǎn)TG800宇航級(jí)碳纖維復(fù)合材料。該材料由太鋼鋼科公司生產(chǎn)，可制作雪車和雪車頭盔。采用碳纖維復(fù)合材料后，雪車能在保證運(yùn)動(dòng)員安全的前提下，最大程度減輕車身重量，降低重心，使雪車滑起來(lái)更平穩(wěn)。據(jù)悉，碳纖維復(fù)合材料的雙人雪車車身重量只有50公斤左右。
滑雪頭盔：
防護(hù)性能比歐洲標(biāo)準(zhǔn)高出至少20%
大連理工大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)采用碳纖維、玻璃纖維、彈性體三種成分合成的新材料設(shè)計(jì)了一款滑雪頭盔，使其剛度提高四倍，拉伸強(qiáng)度提高三倍。其外殼和火箭中常見的曲面壁板類似，能起到“四兩撥千斤”的效果。這款頭盔重量只有約700克，在沒有大幅增加重量和厚度的前提下，其防護(hù)性能比歐洲標(biāo)準(zhǔn)高出至少20%。頭盔還充分考慮到亞洲人的頭型特征。團(tuán)隊(duì)采集了大量國(guó)家隊(duì)運(yùn)動(dòng)員的頭型數(shù)據(jù)，并研發(fā)了設(shè)計(jì)軟件，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)員頭盔的定制化，有效改善了長(zhǎng)時(shí)間佩戴的舒適性
碳纖維發(fā)熱電纜：
直接轉(zhuǎn)換降低熱量損耗
冬奧會(huì)、冬殘奧會(huì)運(yùn)動(dòng)員居住的公寓房間內(nèi)的地板下鋪設(shè)碳纖維發(fā)熱電纜，冬季采用電供熱，將電能直接轉(zhuǎn)化為熱能，減少熱量損耗，所使用的電能全部來(lái)自張家口的風(fēng)能發(fā)電，清潔可再生，綠色環(huán)保。奧運(yùn)村運(yùn)營(yíng)部工作人員表示，張家口冬奧村按照中國(guó)最高的綠建三星標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，通過采取一系列節(jié)地、節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水措施，使冬奧村既符合綠色辦奧的理念，又能充分滿足冬奧會(huì)的需求。
碳纖維冰球桿：
結(jié)實(shí)耐用不易折斷
運(yùn)動(dòng)員使用的碳纖維冰球桿應(yīng)用的流體成型劑后比普通材質(zhì)冰球桿更結(jié)實(shí)耐用。據(jù)研發(fā)人員介紹，在碳纖維冰球桿表面涂覆流體成型劑，一方面增加碳纖維布的韌性，另一方面提升球桿整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。通過提供低流動(dòng)性的流體成型劑，且模具的充氣壓力一定時(shí)，可保證碳纖維球桿基材表面仍然有足夠的流體成型劑附著，并參與后續(xù)的成型過程中，充足的流體成型劑可保障冰球桿的韌性，使得運(yùn)動(dòng)員在揮打冰球桿時(shí)不易出現(xiàn)球桿開裂或折斷的情形，確保冰球桿結(jié)實(shí)耐用。
事實(shí)上，除體育休閑、航空航天等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)對(duì)碳纖維復(fù)合材料的需求保持穩(wěn)定增長(zhǎng)外，以輸電與風(fēng)電為主的能源領(lǐng)域、以汽車與軌道運(yùn)輸為主的交通領(lǐng)域也為碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入了新的活力。低碳、綠色經(jīng)濟(jì)對(duì)碳纖維應(yīng)用的拉動(dòng)效益顯著，也推動(dòng)產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用新階段。
新春伊始，產(chǎn)業(yè)用紡織品及非織造領(lǐng)域又將迎來(lái)怎樣的機(jī)遇？2022年9月6日-8日，CINTE22第十六屆中國(guó)國(guó)際產(chǎn)業(yè)用紡織品及非織造布展覽會(huì)上，將展示該領(lǐng)域內(nèi)的最新產(chǎn)品及技術(shù)。
匯聚全球業(yè)界翹楚，不妨讓我們共同期待。
