2月19日晚，在2022北京冬奧會花樣滑冰雙人滑自由滑比賽中，中國組合隋文靜/韓聰以239.88分的總成績奪得雙人滑冠軍。這是繼申雪/趙宏博在2010年溫哥華冬奧會奪冠后，中國在花樣滑冰項目收獲的第二枚冬奧會金牌。次日的花樣滑冰表演滑更是點燃了大家對滑冰的熱情，越來越多的人們參與到滑冰運動中來，更多的冰場在社區(qū)、在商場搭建起來，一種采用新型化工材料的人造仿真冰也隨之進(jìn)入了公眾視野。
冰上運動對場地有著不低的要求，也極易受到氣候條件的限制。不提一年四季都無法形成天然滑冰場地的低緯度地區(qū)，出于安全考慮，北京的天然冰場平均開放時間也只有1個月左右。想要隨時享受冰上運動的快樂，大部分地區(qū)都需要在室內(nèi)花大成本建設(shè)人工冰場。據(jù)了解，一塊標(biāo)準(zhǔn)的室內(nèi)公共滑冰場需要制冷到-7℃左右，平均每年電費成本200萬元，專業(yè)冰場的能耗還會更高。
因此，冰上運動的粉絲們轉(zhuǎn)而聚焦人造仿真冰的制造，將目光投向了化工新材料。早在上世紀(jì)90年代，德國多特蒙特市、美國紐約長島等地就已經(jīng)使用塑料嘗試建造仿真冰場。但運動員在水冰上滑行時，冰面和冰刀之間會形成一片介于液態(tài)水和冰之間的融水層，為刀刃提供潤滑，普通塑料的摩擦系數(shù)并不能滿足這一要求。因此，具備極低摩擦系數(shù)的高分子聚乙烯以合成板材的形式，首先進(jìn)入了仿真冰“賽道”。這種仿真冰板成本低、建設(shè)速度快，投資僅需等面積真冰冰場的1/4左右，日常除照明以外基本沒有能源消耗，清理維護(hù)也更加簡便。
但是這種板材也有其局限性。高分子聚乙烯具備很好的耐切割性，這在運動員穿上身變成比賽服裝時是優(yōu)點，但踩在腳下變成冰面的時候就成了缺點。冰刀會“陷”進(jìn)板材表面，拔出時還會留下黏性的毛茬，運動員難以在板材表面做出急停、急轉(zhuǎn)、空中轉(zhuǎn)體等高難度技巧動作，因此這種冰場僅能作為娛樂和業(yè)余訓(xùn)練之用。同時，聚乙烯板材對熱敏感，受熱容易變形甚至起火，也存在一定的安全隱患和消防風(fēng)險。
那么有沒有能更好地模仿真冰的材料呢?新型熱固性聚脲材料——聚天門冬氨酸酯聚脲(簡稱“天冬聚脲”)制備的人造仿真冰進(jìn)入了公眾視野。
“2015年北京申辦冬奧成功后，我們就開始著手研究熱固性仿真冰。”來自北京全季運動科技有限公司的液態(tài)合成冰聯(lián)合發(fā)明人徐春羊表示，在研究過程中，他們先后排除了耐候性不佳的環(huán)氧樹脂、會緩慢釋放游離氯離子的聚氯乙烯等材料，最終鎖定了天冬聚脲作為仿真冰的主要成分。這是因為天冬聚脲具備很強的耐磨性和耐候性，在紫外光照射粉化測試中壽命可達(dá)3000～4000小時，常溫下結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。
但僅有耐磨性是不夠的。運動員滑冰時，冰刀的鋼刃會對冰體的表層造成一定的破壞。這在花樣滑冰的比賽中尤其明顯，身著考斯騰的選手在冰面上或優(yōu)雅或急迅地旋轉(zhuǎn)時，他們的腳下往往會騰起一小片由冰屑組成的白霧。正是這層被破壞的冰面在為運動員提供或削減動能，支持他們跳出優(yōu)美的冰上舞蹈，而不至于因急停、急轉(zhuǎn)時的反作用力受到運動沖擊損傷。
“我們花了幾個月研究性能的平衡點，并邀請專業(yè)運動團(tuán)隊對樣品進(jìn)行了大量測試，最終做出了又‘脆’又耐磨的液態(tài)合成冰。目前在常規(guī)測試中，合成冰材料的平均損耗速度為5年/毫米，完全能夠支持長期使用。”徐春羊說。
這種合成冰還有一大優(yōu)點就是維護(hù)簡便。研究團(tuán)隊調(diào)整了合成冰材料的含固量，使其可以在常溫下慢速固化，從而能夠支持場館工作人員對冰面進(jìn)行噴涂或推平等維護(hù)操作。不僅如此，易于修復(fù)的冰面也使得可移動的冰上場館成為了可能。冰場遷移或改變規(guī)格時，只需要將冰體進(jìn)行重新分割或拼接，再用新的液體材料澆筑接縫即可。此外，天冬聚脲具備揮發(fā)性有機(jī)物、重金屬含量低，不含溶劑等特點，對不污染環(huán)境的同時，也不會對施工人員的健康造成損害。
據(jù)徐春羊介紹，目前冰雪運動在我國市場的滲透率仍然較低。他們與中國關(guān)心下一代工作委員會健康體育發(fā)展中心合作，成立了四季冰雪項目，向全國50萬所中小學(xué)校及社區(qū)、機(jī)關(guān)等單位推廣冰雪運動。“除了冰刀用滑冰場外，我們還開發(fā)了陸地冰壺、臺式冰壺等產(chǎn)品，希望能夠以校園、社區(qū)為窗口，降低冰雪運動的參與門檻，讓更多人有條件參與進(jìn)來，享受冰雪運動的樂趣。”徐春羊說。
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