再过一个月，2022北京冬奥会就来了！脚步日益临近。在本次的运动盛会中，也用到了许多新材料，例如玻璃纤维、碳纤维等，它们在其中扮演了什么样的角色呢？一起来看看吧！

滑雪头盔

　　由大连理工大学科研团队自主研发的一款高性能滑雪头盔近日公开亮相，该款头盔将航天技术应用到运动装备中，将助力中国健儿在冬奥滑雪赛场上夺金。头盔材料使用碳纤维、玻璃纤维、弹性体三种成分合成的新材料，在维持冲击韧度不变的情况下，能让头盔的刚度提高4倍、拉伸强度提高3倍，大幅提升了头盔的抗冲击吸能效率。

　　从大连理工大学获悉，这款头盔的技术来源于大连理工大学“结构强度与轻量化设计”国防科技创新团队，在国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项的支持下，通过运用航天结构轻量化原理研发出高防护性变刚度滑雪头盔，为冬奥助力。

　　国家重点研发计划科技冬奥重点专项课题负责人、大连理工大学教授郝鹏表示，此次研发的滑雪头盔，设计团队不仅运用了航天薄壁结构设计，还创新了曲线加筋变刚度的设计技术，大幅提升头盔的抗冲击变形能力，为运动员提供更高的安全防护级别。

　　“头盔内外壳大量的曲线加筋布局设计，可以很好改善头盔受到冲击载荷后的传力路径，使得头盔抗冲击效率更高，对运动员起到很好的保护作用。”郝鹏说，考虑到亚洲人的头型偏圆，研究团队还搜集了大量中国国家队队员的头围数据，开展定制化的设计，提高了中国运动员长时间佩戴的舒适度。

3D打印碳纤维速滑冰鞋

　　3D打印碳纤维速滑冰鞋，全称为“个体精准化碳纤维复合材料速滑冰鞋的研发与示范应用”。项目旨在采用碳纤维高性能复合材料进行速滑冰鞋的研发，通过建立速滑运动员脚型、足底数据库，研发3D足底扫描和打印系统，实现速滑冰鞋的个性化定制和快速制造。

　　目前，速滑运动员的定制冰鞋主要依靠采集运动员石膏脚模来实现，存在采集过程复杂、效率低、冰鞋制造时间长等问题。河北经贸大学杨金田教授团队将三维扫描技术和足底3D打印技术结合，能够很好地解决上述问题。

▲2021年7月14日，国际级运动健将任振华正在对杨金田教授团队研发的

第二代碳纤维速滑冰鞋进行场地测试。

　　“我们将第一代产品与国内外主流品牌碳纤维速滑冰鞋进行关键参数比对，结果比国内高端速滑冰鞋重量降低4%、冰鞋剥离强度提升7%。第二代产品，部分参数上甚至具备了与国外同类产品‘掰手腕’的底气。”杨金田表示。

冬奥会发展至今

自然是不乏各种材料在背后大展身手

冬奥会火炬

北京冬奥会火炬-“飞扬”

不仅外形极具动感和活力

它的外壳也蕴含着“黑科技”

　　“飞扬”的外壳不仅要耐火抗高温，还要能在极寒天气中使用。如何承受这“冰与火”的双重考验，奥秘就藏在一种新型材料里。

　　首次采用碳纤维

　　北京2008年奥运会火炬“祥云”采用的是铝合金材料，为了契合“绿色办奥”理念，体现艺术设计与科技创新的完美融合，这次研发团队将目光投向了“碳纤维”。

　　中国石化上海石化创新研究院总经理林生兵：它（碳纤维）的质量只有钢的1/4左右，但是强度是钢的7~9倍。

　　1860年，英国人在制作电灯灯丝时发明了碳纤维，它的力学性能十分优异，到了现代更被誉为“黑黄金”、21世纪“新材料之王”。

　　这次，研发团队用碳纤维与树脂形成的复合材料来做奥运火炬，堪称世界首创。

　　破解多个技术瓶颈

　　中国石化上海石化公司副总经理黄翔宇：冬奥组委给它的第一个评价就是轻，而且很牢固，随便怎么摔也摔不坏。另外一个就是，冬季火炬传递的时候天气很冷，传统金属材料的话手感不太好，复合材料可以解决这个问题，避免这种很冰凉的感觉。

　　“飞扬”采用氢做燃料，不仅环保，还因为氢燃料的特性保证了火炬能在极寒天气中使用。

　　但氢气作燃料，燃烧温度就会高于800℃。因此，“飞扬”火炬外壳的研制，就花了整整三个月时间，逐一攻克了多项技术难题。

　　黄翔宇：火炬的火是从里面烧出来的，一般的复合材料都不能在火里烧，要到500℃在火里面再一烧就没了。正好上海有一家企业研发了一种树脂，这个树脂是耐火的，拿过来我们进行测试分析。最后通过工艺调整，它达到了既能够耐温又能够耐火的要求，800℃、900℃都可以。

　　碳纤维的应用前景无限广阔，但却有着森严的技术壁垒。此前，只被日本、美国等少数发达国家掌握，但经过长期研发攻关，上海石化成为国内首家、全球第四家掌握碳纤维大丝束产业化技术的企业。

　　黄翔宇：大飞机将来都要用碳纤维复合材料了，光伏的热场材料、海上风电的风电叶片也是用碳纤维做的。

　　如果以后车辆都是用清洁能源，它需要轻量化，车子的外壳都是用碳纤维来做，我们中国现在碳纤维和碳纤维复合材料的产业发展非常快，将来我们还在研究火炬之后，这个材料可以用在其他更有用的地方。

纪念钞

　　2021年12月21日，中国人民银行发行第24届冬季奥林匹克运动会纪念钞一套。面额20元，塑料钞和纸钞各1张。

　　冰上运动项目纪念钞为塑料钞，雪上运动项目纪念钞为纸钞；每张票面长为145毫米，宽为70毫米。

▲冰上运动纪念钞为塑料钞

　　据纪念钞的主创设计师郑可新介绍，冰上运动项目是花样滑冰运动员图案，具有观赏性；雪上运动项目纪念钞是滑雪运动员图案，是运动员的竞技表现。

▲雪上运动纪念钞为纸钞

　　在防伪技术上，纪念钞采用动感全息宽条，透明视窗、光彩光变图案和雕刻凹印等，保证了纪念钞的安全性。

rRET纤维工作服

　　2021年11月，可口可乐中国宣布为北京冬奥会所有场馆的清废团队提供“温暖包”，采用了rPET材质（饮料瓶再生材质）的工作服套装。可口可乐中国表示，希望通过这一举措，提升公众对于循环再生理念的认知。

　　冬奥会场馆清废团队的外套设计，借鉴了户外冲锋衣的可拆卸功能，搭配了可拆卸的防寒外套和裤装，满足了极大温差下的作业需求，外套面料采用了rPET材料，具有良好的防水防污效果。

　　值得一提的是，可口可乐中国将“回”字元素融入工作服套装的设计之中。

可口可乐中国将为

北京冬奥会场馆清废团队

提供的工作服套装

　　此外，冬奥会场馆内放置的饮料瓶回收桶，方便消费者将消费后的饮料瓶投放。可口可乐中国将通过多链路、多场景的方式，展现饮料瓶的循环再生价值。

可降解餐具

　　玉米、薯类、农作物秸秆等可再生资源，将成为北京冬奥会选手吃饭时“饭碗”的制作材料。

　　安徽丰原生物化学股份有限公司是北京2022年冬奥会和冬残奥会官方生物可降解餐具供应商，目前正在抓紧生产生物材料聚乳酸制作而成的可降解餐具。随着北京冬奥会进入倒计时，位于安徽省蚌埠市固镇经济开发区的丰原生物产业基地内一派繁忙景象。

　　在这里，经过原料检测、聚乳酸生产加工、餐盒生产，就能将玉米等原料加工制作成可生物降解的一次性餐盒。

速滑竞赛服

　　短道速滑作为冬奥会上的正式项目，一直都备受瞩目。速滑竞赛服处处体现着“科技含量”。

　　速滑竞赛服会在大腿的部位，选择一种比普通纤维弹性强数10倍的橡胶材料，可以最大程度减少体力消耗；

　　在右胯部的位置，则是会采用一种合成纤维，可有效减少摩擦力；

　　为了较少空气阻力，速滑竞赛服的手脚处，使用了蜂窝样式的聚氨酯材料，以求最大限度提高运动员成绩。

2022年北京冬奥会已进入倒计时

在此祝福运动健儿们

在比赛中心态平稳，取得佳绩

加油！