作者:彭科峰 姜天海 倪思洁 来源:中国科学报 发布时间:2014-2-18 8:49:22
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科技之光闪耀索契冬奥会
 
提前一年屯雪堆,天不下雪人工造,像研究飞机一样设计滑冰服,用碳纳米管来装备滑雪板……
 
■本报记者 彭科峰 见习记者 姜天海 倪思洁
 
眼下,第22届冬季奥林匹克运动会在俄罗斯索契进行得如火如荼,来自世界各国的体育健儿为荣誉和成绩而拼搏。人们在惊叹于运动员个人天赋的同时,也对赛场内外涌现的新科技赞叹不已。近日,多名专家在接受《中国科学报》记者采访时,对赛场内的科技进行了盘点和分析。
 
人工成就皑皑白雪
 
索契冬奥会举办开幕式时,当地恰逢“暖冬”。尽管俄罗斯其他地区早已步入寒冬,但索契市区的气温却偏偏居高不下,保持在10摄氏度以上。没有雪,怎么进行雪上比赛?
 
关键时刻,还得科技来帮忙。冬奥会装备了450台造雪机,作好了“不依赖一厘米自然降雪”的准备。尤其值得一提的是,组委会从芬兰购进的一套高科技人工造雪系统,它可根据实时气温进行调节造雪,甚至可以在20摄氏度的气温下造出雪来。
 
芬兰的造雪系统为何如此神奇?对此,芬兰驻华大使馆新闻与文化参赞溥明睿向记者介绍,这和芬兰所处的地理位置以及长期积累的雪处理技术有关。
 
溥明睿还介绍说:“尽管索契没有大雪,但芬兰人米高·马乐迪凯宁却利用隔热技术帮助索契提前收集和储存了80万立方米的雪量。”
 
早在去年冬天,按照马乐迪凯宁的“供雪保证”计划,14块无比庞大的反光毯,就像是一层大棉被,盖在了当地山脉阴凉处的大雪堆上,挡住了日光的照射。一有需要,这些雪可以马上运送到山下的滑雪项目地。
 
经历了1年时间之后,虽然部分雪堆融化,但现在仍然有近50万立方米的剩余雪量,相当于450多千米高的一米方柱。据说,仅是目前储存的积雪都足以用至残奥会结束。
 
比赛服设计的空气动力学
 
这次冬奥会,来自美国的安德玛公司与航天巨头洛克希德—马丁公司合作,利用动作捕捉和航空航天工程学技术,为美国的滑冰运动员打造了更好的滑冰服。
 
研发团队利用高速摄像机,捕捉到速滑选手的冰面动作,根据收集的数据,制造了玻璃纤维人体模型;然后团队给人体模型穿上数百种不同的服装,经过成百上千小时的风洞测试来寻找制作服装的最佳材料。此后,他们又创造了计算流体动态模型,来分析围绕着滑冰选手某些身体部位的气流,在大腿部位使用不同的材料减小阻力,还改变拉链位置,增加细小的凸起。最终,一套高科技比赛服完成了。
 
中国科学院院士、航空材料专家曹春晓告诉记者,就像设计飞机要考虑减少阻力、减少油耗、增加速度一样,比赛服增加凸起,是让其随流线而改变,使之更符合空气动力学。
 
安徽师范大学体育学院副院长席玉宝也指出,运动鞋服的科技含量对于竞技类比赛的成绩影响很大。不过,“在滑冰服等科技含量很高的竞技类运动服研制方面,国内的能力还比较弱,跟国外有一定差距”。
 
纳米科技助力高山滑雪
 
在冬奥会上,纳米科技也发挥了重要作用。在这次冬奥会上,碳纳米管被用在美国高山滑雪选手的滑雪板上。滑雪板各层由碳纳米管固定在一起,以便在不平整的路面保持稳定,防止摔倒。同时,专家还表示,用这种材料制成的滑雪板,“你怎么使用都不会轻易损坏”。
 
国家纳米科学中心科技管理部副主任任红轩向记者介绍,纳米科技能在奥运会上发挥作用,这得益于纳米管材料重量轻、坚固耐磨、减少滑行阻力的特性。滑雪运动员在比赛中,会遭遇意想不到的路面颠簸,而纳米管能分散和减缓震动。
 
“纳米科技用在滑雪板上,其实并不新鲜,很多年前国外就已经开发出这样的技术。”任红轩表示,科研人员此前曾经在滑雪板底部涂上纳米涂层,保持其坚固性和稳定性。
 
其实,除了这些,闪耀在冬奥会赛场的科技元素还有很多:强大的无线网络保证比赛结果快速自动传输上网,你还没听见现场观众的欢呼声,就已经知道谁是冠军了。先进的计时器不但可记录下选手们的行进速度,还能提供加速度、重力分析,甚至定位选手在赛场的位置。此外,LED显示屏为比赛转播增添亮点,乙烯基腈材料被用于制作新型头盔,闭合性更好的新型拉链让运动服的防水性能大大提升,暗藏玄机的无舵雪橇背后是法拉利、奥迪、迈凯轮、宝马的研发团队……索契冬奥会的科技之光,处处闪烁。
 
《中国科学报》 (2014-02-18 第1版 要闻)
 
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