綠色冬奧離不開碳纖維

　　2月2日，冬奧會火炬接力啟動儀式在北京隆重舉行。奧運火炬“飛揚”的外形極具動感和活力，以祥云紋樣“打底”，自下而上從祥云紋樣逐漸過渡到剪紙風格的雪花圖案，旋轉上升，如絲帶飄舞。值得一提的是，“飛揚”的外殼還蘊含著“黑科技”。不僅耐火抗高溫，而且可以在極寒天氣中使用。如何承受“冰與火” 的雙重考驗，奧秘就藏在一種新型材料里——碳纖維。經過三維立體編織，碳纖維絲束就像“織毛衣”一樣織成了火炬外殼，看不出任何接縫與孔隙，整個造型渾然一體。

　　接觸到“飛揚”的一刻，冬奧組委給它的第一個評價是輕，而且很牢固，怎么摔也摔不壞。另外一個是，冬季火炬傳遞的時候天氣很冷，傳統金屬材料的手感不太好，復合材料可以解決這個問題，避免冰涼的握感。

　　碳纖維氫能產品大放異彩

　　此次冬奧會，碳纖維氫能產品大放異彩：搭載著儲氫氣瓶的氫燃料電池汽車陸續批量服務北京延慶和張家口兩個賽區，助力2022冬奧會；由宇通集團和國家電投氫能公司合作開發的首批氫能通勤大巴，使用165L儲氫氣瓶組，設計續航里程可達630公里。

　　氫能產品不僅服務冬奧通勤領域，使用165L儲氫氣瓶組的物流保溫車為賽區內外提供物流運輸服務，而氫燃料電池警務巡邏車、消防巡邏車和郵政車則使用了53L儲氫氣瓶。在氫燃料電池汽車領域，車載儲氫技術的改進將是未來氫燃料電池車發展的重點突破環節。在整個車載供氫系統中，儲氫瓶是關鍵部件之一。其中，碳纖維纏繞復合材料儲氫氣瓶被寄予厚望。

　　國產雪車裝備從“無”到“有”

　　雪車是冬奧會中的一個傳統項目，雪車背后凝聚的是中國奧運科研的硬實力。為此，航天材料及工藝研究所成立了專項工作組，在科技部和國家體育總局冬運中心的支持下，設立了“冬季項目碳纖維復合材料高性能器材關鍵技術”研發項目，突破了低風阻高可靠的外形結構一體化設計、高抗沖碳/玻混雜復合材料、復雜翼身融合結構一體化高質量成型等一系列的關鍵技術，最終完成了首輛國產雙人雪車原理樣機的設計、專用材料體系研制、產品研發與制造。在去年的中國國際復合材料工業技術展覽會上，航天材料及工藝研究所把第一代雪車帶到了創新產品展區進行展示。該雪車重約 180 千克，由碳纖維復合材料 + 合金材料聯合打造，實現了國產雪車裝備從“無”到“有”的突破。

　　國產3D打印碳纖維速滑冰鞋

　　為了改變全球知名碳纖維速滑冰鞋均由歐美公司壟斷生產的局面，河北經貿大學運動生物力學教授楊金田及其科研團隊建立了速滑運動員腳型和足底的數據庫、足底3D掃描與打印系統。歷時1年多時間，成功研制出第一代高性能碳纖維復合材料速滑冰鞋。與中國高端速滑冰鞋相比，碳纖維冰鞋重量減輕3%-4%，冰鞋剝離強度提升7%。

　　楊金田教授表示，團隊將推進冰鞋的迭代，力爭盡快進入產業化階段。他還宣布，第二代國產冰鞋將能夠與國外同類產品一較高下，實現對進口品牌的“彎道超車”，為我國冰雪運動發展增強“技力”。

　　碳纖維冰球桿亮相冬奧

　　碳纖維冰球桿通過制作碳纖維布時混入流體成型劑的工藝方法，將流體成型劑的流動性降低到預設閾值之下，并使碳纖維布的質量誤差控制在±1g/㎡-1.5g/㎡；將碳纖維布制作的碳纖維球桿基材放入模具中，模具的充氣壓力控制在18000Kpa至23000Ka，并對碳纖維球桿基加熱，以使冰球桿成型。

　　流體成型劑附著在碳纖維布表面，一方面增加碳纖維布的韌性，另一方面提升球桿整體的結構強度。碳纖維的冰球桿不易出現球桿開裂或折斷的情形，確保冰球桿結實耐用。

　　碳纖維發熱電纜暖融融

　　走進張家口冬奧村(冬殘奧村)，綠色辦奧的理念隨處可見。在運動員公寓里，陽光透過落地窗照進室內，一片暖意融融。據介紹，運動員公寓房間內的地板下鋪設碳纖維發熱電纜，冬季采用電供熱，將電能直接轉化為熱能，減少熱量損耗。所使用的電能也全部來自張家口的風能發電，清潔可再生，綠色環保。

　　奧運村運營部工作人員表示，張家口冬奧村按照中國最高的綠建三星標準進行建設，通過采取一系列節地、節能、節材、節水措施，使冬奧村既符合綠色辦奧的理念，又能充分滿足冬奧會的需求。