奥运竞技场：展示化工新材料的舞台

文/秋 实

科技与奥运的结合已成为现代奥运会的时代特征，一届届体育盛会在这种结合中精彩纷呈。北京奥运会提出的“科技奥运”的理念，就是以科学精神组织奥运，以先进技术支撑奥运，以奥运成果惠及社会。为落实“科技奥运”理念，2001年至2008年，科技部、北京市科委和国家体育总局联合先后启动了 1209项重大科技奥运课题，内容涉及建筑节能、绿色环境、科学训练、安全保卫、食品安全等众多领域，这些奥运课题的攻关无不闪耀着化工科技的光芒。在这些项目的支撑下，无论是“鸟巢”、“水立方”等举世瞩目的奥运场馆建设，还是与奥运相关的衣食住行等细小环节，都被注入了最新的化工科技元素。化工新科技，承载着化工科研人员的不懈努力，在践行“科技奥运”理念的过程中熠熠生辉。

获得2008年奥运会举办权后，北京开始了有史以来规模最大的体育场馆建设。遵循“科技奥运”的理念，众多的北京奥运场馆成为展示化工新材料的精彩舞台。一大批化工新材料的应用，使“鸟巢”、“水立方”等奥运场馆从宏伟的蓝图变为令人称奇的现实，在奥林匹克史上留下了极为精彩的一页。

亦真亦幻的“水立方”

国家游泳中心——“水立方”是国内首次采用ETFE（乙烯-四氟乙烯共聚物）膜结构的建筑物，也是国际上面积最大、功能要求最复杂的膜结构系统。当初它的设计方案一出笼，国外建筑学家就用“令人惊叹”来形容它。如今，伫立在人们面前的“水立方”如同披上了一件水的外衣，亦真亦幻，风姿动人。成就“水立方”建筑独特风格的正是性能优异的ETFE膜材料。

ETFE膜材料的应用，让“水立方”在所有奥运场馆中显得格外与众不同。它不仅带给人们视觉上的美感，还让人们充分感受到科技与奥运完美结合的魅力。由ETFE膜材料制成的屋面和墙体质量轻，只有同等大小的玻璃质量的1%；韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂，延展性大于400%；耐候性和耐化学腐蚀性强，熔融温度高达200℃，并且不会自燃。不仅如此，这种膜还具有自清洁功能，使灰尘不易附在其表面，清洁周期大约为5年。这将保证“水立方”以后的日常维护费用较少。

亦华亦实的“鸟巢”

2008年8月8日，在全世界注视之下，在全场9100名观众的欢呼声中，第29届奥运会的熊熊圣火在“鸟巢”国家体育场点燃。在这个用高科技演绎神奇的体育场里，无处不见化工新材料的身影。零VOC涂料、钢结构防火涂料、能隔音会“呼吸”的高性能内墙涂料……这些门类众多的涂料新品在为“鸟巢”披上华丽外衣的同时，也赋予了它安全、生态、环保等新的功能。聚氨酯泡沫保温材料的采用，使这个巨型体育场有效地实现了隔热保温，帮助“鸟巢”满足了国家有关节能和环保的指标。在这个庞大的体育场里，采用聚丙烯材料制造的91000个“中国红”、“长城灰”座椅在阳光的照射下，至少3年不会褪色，也不会造成废旧塑料的环境污染。

当您端坐在“鸟巢”看台上，享受奥运竞技带来的快乐时，是否会留意到脚下的防水材料与普通场馆有什么不同？这里所采用的集鲜艳色彩、耐磨、防滑、无缝、舒适等特点于一体的新型防水材料，是海洋化工研究院为奥运场馆提供的高科技产品——喷涂聚脲弹性体防水材料。这种高性能防水材料在北京丰台垒球场、曲棍球场、奥林匹克体育中心、奥林匹克水上公园等奥运场馆累计应用达10万平方米。

能“降温”的运动服

在高温天气下运动，如何才能发挥出最好的竞技水平？清凉系列的运动服和运动鞋具有能降温的功效。

除了舒适和轻便之外，在服装的布料上，设计者将“ClimaCool”技术移植到运动服中，研制成了具有快干、轻便特点的新型高科技纤维材料。在这种面料制成的运动服中，包含吸附性的纤维能将汗水迅速吸附到衣服外层并很快蒸发，而热传导纤维可以将身体出汗部位的热量更快地散发掉。

舒适、轻便再加上让穿着者时时感到清凉，难怪就连马拉松运动员都对这款清凉系列产品赞不绝口了。英国马拉松运动员特蕾西·莫里斯说，它让人感觉很松弛，在跑马拉松这样长距离的项目时，你几乎感觉不到衣服的厚重感，既轻巧又凉快。

劈波斩浪的鲨鱼皮泳衣

2004年悉尼奥运会游泳比赛中，澳大利亚选手伊恩·索普身着黑色连体紧身泳装，宛如劈波斩浪的鲨鱼，一举夺得3枚金牌，而他身穿的鲨鱼皮泳衣也从此名声大噪。

鲨鱼皮泳衣是人们根据其外形特征起的绰号，其实它有着更加响亮的名字：“快皮”。其核心技术在于模仿鲨鱼的皮肤。生物学家发现，鲨鱼皮肤表面粗糙的V形皱褶可以极大地减小水流的摩擦力，使之可以飞速游动。“快皮”的超伸展纤维表面就是完全仿造鲨鱼皮肤表面制成的。同时，这款泳衣还运用了仿生学原理：在接缝处模仿人类的肌腱，为运动员向后划水时提供动力；在布料上模仿人类的皮肤，富有弹性。测试表明，“快皮”的纤维可以减少3%的水阻力，这在0.01秒就能决定胜负的游泳比赛中有着非凡的意义。此外，“鲨鱼皮”使用的聚氨酯纤维材料还能有效增加浮力。

在北京奥运会上，很多运动员选择了这款价格不菲的“鲨鱼皮”泳衣参加比赛。

不易打滑的塑胶跑道

纵观历届奥运会主体育场，气势宏伟，造型各异，引人遐想。但若看体育场内的一片“红”，却是惊人的相似：“红”即指塑胶跑道。

1963年，美国3M公司首先突破技术关，铺设了田径跑道。由于跑道使用效果好，很快受到各国重视。1968年在墨西哥召开的第19届奥林匹克运动会上，聚氨酯塑胶跑道被正式采用。此后，国际奥委会正式把塑胶跑道定为国际比赛的必备条件之一。塑胶跑道清洁美观，易于维护，不受气候影响。而且塑胶的弹性可增加运动员蹬地时的反弹力量，确保膝的高抬位置，从而使步幅加大。塑胶跑道还不容易“打滑”，所以能使运动员顺利加快步频。加大步幅、提高步频，创造新纪录也就在情理之中。测试表明，与传统跑道相比，百米跑一般运动员可提高成绩0.2～0.4秒，优秀运动员则更高一些。

先进的碳纤维撑杆

对于奥运项目撑杆跳高而言，撑杆的材料质地决定着运动员的成绩。当我们翻开撑杆跳项目的发展历史，就会发现一个颇为“有趣”的现象，即每次撑杆材料的革新，都提升了撑杆跳破纪录的频率和幅度，撑杆跳的发展史俨然是一部材料发展史。

当竹杆、金属杆取代了坚硬沉重、没有弹性的木杆后，撑杆跳高的成绩开始节节攀升。轻巧而富有弹性的玻璃纤维杆问世后，助跑速度增加，动能和势能转换效率得到大幅度提高，从而带来了撑杆跳高成绩戏剧性的突破。1963年，玻璃钢撑杆的使用，就让当年撑杆跳高成绩的提高幅度超过了过去20年的总和。近年来，先进的碳纤维撑杆，更是让布勃卡35次刷新世界纪录，让伊辛巴耶娃22次打破世界纪录。正是碳纤维撑杆的出现，才使世界男子撑杆跳高纪录突破了6米，女子撑杆跳世界纪录超越了5米大关。

材料与奥运携手走过百年，材料与奥运又携手走向未来。我们可以想象，随着材料科技的不断创新，在新的运动器械的帮助下，奥运竞技将向着更高、更快、更强的方向，创造更精彩的纪录。

全面“武装”的自行车赛车

奥运场地自行车赛场上惊险、刺激的比赛，让观众充分领略到自行车运动的魅力。殊不知独具魅力的自行车比赛中，若没有从车轮“武装”到头盔的化工新材料，比赛的精彩程度可能就会大打折扣。

好马要配好鞍，比赛当然要选好车。由碳纤维与环氧树脂等树脂制备的碳纤维复合材料车架，其强度、比弹性率等可与金属媲美，但密度却比金属小得多。由聚甲基丙烯酰亚胺硬质泡沫制成的车轮，具有卓越的机械性能和热稳定性，质量与机械强度比非常高，并且有突出的耐压缩蠕变和良好的耐火特性。此外，丁基胶因具有气密性好、透气率低、耐热与耐老化性能优、耐酸碱和耐极性溶剂等特点，成为自行车胎内胎不可替代的优质弹性体材料；玻璃纤维增强尼龙因尺寸稳定性和耐冲击性均非常好，被用作脚踏板材料；聚缩醛可制成内轴承座和变速皮带轮的零部件。自行车身上处处可以看到最新的高分子材料的身影。