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【复材资讯】借助复合材料在海上“乘风破浪”

2021-03-09 23:14

来源：澎湃新闻·澎湃号·政务

近年来，新的站立式划水运动，冲浪和风筝冲浪已成为最受欢迎的水上滑板运动。

夏威夷语中的“ he'e nalu”意味着在海浪上滑行，因此可能是欧洲人在1777年首次见到大溪地冲浪者的印象。对于波利尼西亚部落而言，能够冲浪非常重要，因此最好的冲浪者是也是社区的负责人。夏威夷冲浪者也得到了类似的尊重和灵性。

从最早的夏威夷传统雪松或红木冲浪板（重60公斤）开始，这种材料的演变使木板轻量化，从而为用户提供了更好的控制和可管理性。

冲浪板

最著名的水上冲浪是平衡，力量和优雅的结合。冲浪板有不同的大小（长板和短板）和形状（鳍片的数量，船头的形状…），具体取决于其利用率，波浪的大小以及冲浪者的水平和人体测量学。

根据必要的特性和特征，构成冲浪板的材料范围从聚苯乙烯到聚酯和玻璃纤维。通常，最常见的材料如下：

聚苯乙烯泡沫（挤压和膨胀）是冲浪板核心的常见轻质材料。聚苯乙烯，特别是以发泡聚苯乙烯（EPS）的形式，最近已被使用，其体积的90％被氧气占据。EPS具有极轻的重量，易于操纵并且比其他聚苯乙烯泡沫更易漂浮。但是，很难成型。聚苯乙烯挤出芯具有闭孔结构。因此，他们在压力下反应更好，因此被高级冲浪者使用。

聚氨酯具有更大的柔韧性和耐用性。1950年代后，它经常用于板芯，但事实证明它是有毒材料，从而导致了替代材料的发展。

聚酯（SILMA树脂和UV H61）和环氧树脂用于构成当今市场上约80％的木板。有了盖子，板就变得更坚固，更柔韧和防水。

玻璃纤维以比碳纤维便宜的价格为板提供了刚性和强度。

上面提到的材料层允许在任何情况下和不同的应用中使用该板，例如站立式桨板– SUP。

站立式桨板起源于夏威夷，那里的冲浪教练正在寻找一种在教学时跟随冲浪者的方式。他们在使用划桨的同时站在冲浪板上，可以靠近学生并提供建议。SUP中使用的桨板通常由铝，玻璃纤维，碳纤维或凯夫拉尔纤维制成。

除此之外，在板子的背面我们还可以找到牵引垫和鳍片。

牵引垫由不同类型的橡胶制成，可以使冲浪者很好地抓住他们的木板并有效地枢转。

长板的鳍片经常用玻璃的其余部分进行玻璃化，即板和鳍片被同一层玻璃纤维覆盖。

风筝冲浪，滑水和帆板与其他冲浪板类似，滑水，风筝和帆板运动中使用的木板由聚酯，碳纤维，凯夫拉尔纤维和其他材料如泡沫和木材制成。风筝在过去的二十年里经历了巨大的发展，变得更轻，更安全，更耐空气。大多数风筝不是由尼龙制成，而是由聚酯制成（特别是精制的对苯二甲酸（PTA）或其对苯二甲酸二甲酯二甲基对苯二甲酸酯（DMT）和单乙二醇（MEG）），原因是它具有较高的抗紫外线（UV）强度。

然而，由于风筝也需要是气密的，因此需要更刚性的结构。因此，风筝可以用立方纤维（CTF3）–也称为迪尼玛复合纤维（DCF）–聚酯薄膜，涤纶DP175，高强度涤纶，热塑性聚氨酯（TPU），防弹凯夫拉纤维和氯丁橡胶等材料加固。风帆冲浪中使用的帆由单层薄膜（透明聚酯薄膜），涤纶（聚酯纤维编织）或聚酯薄膜制成，某些部件可用凯夫拉尔纤维加固。

未来许多公司正在尝试使用可回收材料（例如木材）来构成水上运动板，这种材料既环保又具有成本效益。考虑到环保的观点，经常在冲浪板上放置温度传感器和GPS，以跟踪冲浪过程中沿岸水域的状况。近来，已经提出了许多受自然启发的冲浪板的改进。例如，在最近的一项研究中，研究人员提出了短板冲浪鳍，其灵感来自座头鲸的鳍，因为它们表现出更好的流体动力学和更好的冲浪性能。此外，除了常用的蜂窝结构外，还测试了不同的生物启发型芯结构设计，以便不仅增加板的电阻，而且提高其安全性。主要通过3D打印技术生产的此类设计（例如蜘蛛网，松果酮和碳原子构型）也可以帮助降低生产成本。