冬奥会上的纺织元素力量

2022-02-12 17:36
 
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北京冬奥会的成功举办对于推动高质量发展、引导前沿科技、促进文体旅融合、建设健康中国、构建新发展格局等具有独特作用。纺织行业是创新驱动的科技产业、文化引领的时尚产业和责任导向的绿色产业,与北京冬奥会倡导的理念不谋而合。在北京冬奥会赛场上,纺织元素无处不在。

北京冬奥会各项赛事目前正在如火如荼的进行,让我们在欣赏这些精彩赛事的同时也感受一下比赛现场的纺织元素吧。


开幕式服装


在入场服装方面,北京冬奥会的开幕式也成为了以冬季运动装备为主的“时尚运动装备秀”。

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虽然大多数国家以贴合冬奥的冬季运动装备为主,但多个国家的入场装备也同时展现了自身的风格。如蒙古和哈萨克的入场服装设计充分展现了民族文化特色。而美属萨摩亚的入场服装最为特别,在北京零下4度的夜晚,入场旗手半赤裸着上身的装束。


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不少参赛国还选用了本土的品牌,如美国选用了Ralph Lauren,英国选用了Ben Sherman,法国选用了Le Coq Sportif,日本选用了迪桑特,加拿大选用了Lululemon,德国选用了阿迪达斯,意大利选用了阿玛尼。


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作为东道主的中国代表团387人,则身着由北京服装学院团队设计的主题为“中国风采”的礼仪服饰参加了开幕式。服装形制以简约为主,中式服装元素结合西式服装剪裁方法,在服装袖口外侧、手套腕部、扣子上都以镀金“China”字样装饰。


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短道速滑

2月5日晚,由范可新、曲春雨、武大靖、任子威、张雨婷组成的中国短道速滑队夺冠,这是中国代表团在本届冬奥会上的第一枚金牌。短道速滑,全称短跑道速度滑冰,是在长度较短的跑道上进行的冰上竞速运动。作为冬奥会上的正式项目,短道速滑一直都备受瞩目。

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图为运动员在比赛现场


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图为中国短道速滑队在比赛现场


短道速滑作为我国运动员的优势项目,运动员不仅需要维持高速到达终点线,还需要时刻警惕来自对手的干扰,赛况十分复杂。短道速滑易产生身体接触,所以运动员要佩戴安全头盔以及耐割防扎的手套、护腿板、护膝、护颈等。


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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,力求最大限度提高运动员成绩。比赛服不仅需有低风阻性能,助力运动员高速滑行,还需要有强大的保护性能,在高速运动中保护选手不受锋利冰刃的威胁。速滑竞赛服表面的异形结构,能够导流空气,让空气能够更顺滑地从比赛服表面经过,而不产生过多摩擦。先进的空气湍流控制减阻技术和边界滑移减阻技术,能将比赛服的减阻性能提升5%~10%。强大的防护性能则来自面料中的超高分子量聚乙烯纤维Dyneema。这种纤维打造的面料,十分轻盈,但却有十倍于钢丝的强度。

滑冰鞋通常采用高性能碳纤维复合材制成,其具有强度高、耐腐蚀、变形小以及轻量化等特点,可有效提升速滑冰鞋性能,并实现轻量化制造,有助于提高运动员的竞技表现。


单人雪橇

2月5日晚,2022北京冬奥会延庆赛区的首场正式比赛在国家雪车雪橇中心“雪游龙”上演。中国雪橇队队长范铎耀作为唯一的中国选手出战男子单人雪橇首轮比赛。他从出发区滑出的瞬间,中国雪橇队实现在冬奥会上首次亮相,新的历史也就此诞生。


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范铎耀在比赛中

雪橇也叫无舵雪橇,和钢架雪车有相似之处,但比赛时选手姿势完全相反,头朝后脚朝前,仰卧在雪橇上滑行,时速最快达140千米/小时,同样也是非常刺激的竞速运动。选手使用的装备包括滑雪服、手套、头盔、专用鞋及滑行道具雪橇。



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滑雪服为上下一体的紧身款式,由带弹性的合成材料制成,防水透气,同时充分考虑到空气阻力的问题。手套材质细腻柔软,指尖部位有尖锐的钉子,便于选手在出发阶段推抓冰面、获得前进动力。比赛专用鞋非常轻,表面光滑,设置有特殊的拉链,使选手在滑行过程中可以将脚绷直,减少阻力。头盔重量同样很轻,由玻璃纤维或合成材料制成,装有可以下拉挡住整个脸部的玻璃面罩。雪橇主要由玻璃纤维和钢材打造,整体构造从下往上,分别是 2个橇刃、2个橇刃固体、2个连桥、雪橇座板。


医用防护口罩

鸟巢内,全场所有人都戴着“亮眼”的冬奥会开幕式口罩。据了解,这款开幕式医用防护口罩(N95)是由中国自主研发设计,且在外观设计中融入了北京冬奥元素、雪花、多种颜色等中国元素。

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开幕式口罩外层采用高清数码印花无纺布,保证图案清晰美观,同时满足医用防护口罩标准所需的抗湿阻燃等十几项检测指标,选取了5毫米高弹柔软的耳带,做好密合性的前提下也兼顾佩戴舒适性。


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通过很好的密合作用,实现实时的面部覆盖;同时较小的腔式结构有利于降低呼吸的死腔,有效提升呼吸效率。冬奥开幕式口罩主要应用于防止各种细菌、病毒、真菌等微小颗粒物;对非典、甲流、埃博拉、高致病性禽流感、新冠等亚微米烈性传染性病原体,其滤除效率达到95%以上。


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单板滑雪


2月7日中午,在单板滑雪男子坡面障碍技巧决赛中17岁的中国小将苏翊鸣以88.70的成绩摘得银牌为中国队创造了该项目历史最好成绩。


对于滑雪运动员来说,滑雪板至关重要,要想取得好成绩就要求滑雪板要足够轻同时还要有足够的韧性,滑雪板板芯多采用木材或聚氨酯,一般会使用玻璃纤维或碳纤维等复合材料进行包裹以增强结构,横竖维度的纤维交错在一起,赋予滑雪板两个方向的刚度,有助于对抗扭转和剪切。滑雪板光滑的表面是一种聚合物材料——环氧树脂,用来提升滑雪板整体强度、抗震性等。

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      图为苏翊鸣在比赛中   


火炬"飞扬"

点火仪式向来是冬奥会备受关注的元素之一,此次冬奥会以“不点火”代替“点燃”,以“微火”取代熊熊燃烧的大火,传递低碳、环保的绿色奥运理念,实现了奥运历史上的一次点火创新。当火炬“飞扬”搭乘一朵雪花,升起在鸟巢中央的那一刻就吸引了无数人的目光。

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据悉,由中国石化上海石化牵头研发的这款火炬主要分为外飘带、内飘带和氢气燃烧装置3个部分。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——碳纤维。

为什么选择碳纤维?冬奥组委给它的第一个评价就是轻而且很牢固,摔不坏,特别是冬季火炬传递的时候天气很冷,传统金属材料手感不好,复合材料可以有效解决这个问题,避免很冰凉的触感。碳纤维的质量只有钢的1/4左右,但是强度是钢的7~9倍。

火炬“飞扬”的外飘带造型非常特殊,是一个高维曲面体,对于工程化制造来说是一种极其复杂的异形结构件。而“织”火炬的“秘密武器”则是由东华大学独家研制、世界首创的大尺寸异形结构件三维高精度球面立体编织机,该系列编织机可编织大飞机、高铁等大尺寸结构承力件,也可编织螺旋桨、无人机、火炬外飘带等精密异形结构件。它总共有576个编织锭子,可编织最大截面500*500毫米,是目前世界上功能最强、编制尺寸最大的三维球面立体编织机。


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目前世界上最大的三维球面立体编织机


火炬的火从里面烧出来,一般复合材料都不能在火里烧,到500℃一烧就没了。上海石化与核八所一起攻关,引入高性能树脂、与碳纤维一起做成碳纤维复合材料,最后通过工艺调整,把火炬上半段燃烧端在1000℃以上高温中进行陶瓷化,有效解决了在高温制备过程中火炬外壳起泡、开裂等难题,达到了既能够耐温又能够耐火的要求,实现了燃烧温度>800℃氢气燃烧环境下正常使用。

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火炬“飞扬”生产场景


奖牌绶带


2月6日晚,北京冬奥会短道速滑混合团体接力项目在北京颁奖广场进行颁奖仪式,中国短道速滑队手拉手站上领奖台。


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图为中国短道速滑队

本届冬奥奖牌绶带由万事利丝绸匠心织造,绶带具有三个特点:

第一,面料坚韧又挺括,可承受90公斤不断裂以往任何一届奥运会,奖牌绶带的材质多为涤纶,制造方便且易打理。本届冬奥会最终选择采用100%丝绸为绶带材质。万事利攻关团队采用最细的6A级蚕丝,把6根2022蚕丝合并成一根作为纬线,经过上千次测试,最终织成24姆米厚度的五枚组织桑波锻。这种新型材料不仅具有超强称重,同时让轻薄柔软的丝绸变得挺阔有型。


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第二,高新绿色科技应用,印花色彩久不褪色。技术人员通过采用人工智能图像识别及处理技术,利用系统的高精准定位能力,最终实现印花纬斜控制在1%以内,也就是印花误差控制在0.1毫米以内。在绶带制造过程中,团队还融入了基于色彩数字化的GBART绿色印染新技术,对染料和丝绸面料进行特别处理,使得它们能够牢牢固着在面料纤维上。这一技术不仅让色彩重现度达到99%,相较于传统印花技术,还免去水洗流程,实现污水、氨氮等污染物减排,迎合了绿色冬奥理念。


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第三,小细节暗藏大乾坤,处处彰显庄重典雅。2022年北京冬奥会奖牌绶带采用织造“冰雪纹”。为了让每一朵“冰雪纹”更富立体美感,织造汲取非遗宋锦的工艺灵感,令特色冰梅纹极富立体艺术。






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