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好品山东·闪耀冬奥|填补国内空白!山东研制成功国内首套无氟雪蜡

2022-02-09 21:25
来源:澎湃新闻·澎湃号·媒体
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备受关注的2022年北京冬奥会的脚步越来越近了。作为举国盛事,山东为冬奥会贡献了制造大省的智慧与担当。近日,新黄河记者了解到,山东不仅为冬奥会创造了国产首台雪蜡车,还研发成功了国内首套无氟雪蜡“泰山”,填补了国内空白,再次实现了从0到1的突破。

为了研发雪蜡,科研人员既造雪又造测试装备

就在近日,烟台先进材料与绿色制造山东省实验室吴杨博士刚刚为中国大学生高山滑雪队寄了一批“泰山”雪蜡。在雪蜡车服务国家队赛事后,他们已提供了700多块固体雪蜡,供国家队试用。

作为运动员滑雪的必需品,雪蜡相当重要。运动员滑雪时,雪板底与雪摩擦产生的热会融化雪,形成水层。如果没有雪蜡保护,雪水会渗进板底,损坏雪板,运动员滑行速度也会下降。

然而,和雪蜡车一样,雪蜡在我国也属于空白领域,也是我国科技冬奥攻关项目,研发难度不小。

其实,早在2019年底,吴杨与同事已展开雪蜡的攻关工作。后期,在山东科技冬奥专项支持下,吴杨所在的烟台先进材料与绿色制造山东省实验室与省科技厅、省体育局、泰山体育产业集团等单位组成雪蜡联合攻关团队,共同承担“高性能雪板减阻蜡成套技术及产业化”项目。

“一开始对于雪蜡我们也不懂,通过多次调研运动员及打蜡师使用的进口雪蜡,了解到使用频率较高的雪蜡及特点。研发中,我们对标国际上优质雪蜡,不断优化参数。经过近两年的攻坚,去年2月推出了雪蜡实验室样品。”吴杨说,最紧张时,研究室20多人合力攻坚,仅前期寻找合适的配方就花费了两个月,工作量相当大。

涉足国内空白领域,吴杨与同事面临的挑战不仅仅是雪蜡的研发,当时怎么测试雪蜡样品的雪上摩擦学性能也特别棘手。虽然吴杨所在的实验室已是摩擦学领域的国家重点实验室、国内唯一润滑材料产品质量监督检验中心,但实验室也没有现成的雪上摩擦系数测试装置。不仅他们没有,国内也没有。此外,当时就连测试所需要的雪,在实验室获得也比较困难。

“我在青岛冬天还会下点雪,不下雪怎么开展实验?当时买了大冰柜在冬季时储存了一部分雪,随着消耗,我就要考虑先从实验室造雪。一开始我们也不知道怎么造雪,后来买了大冰柜,再盖上钻孔,往里面加湿气,形成霜的状态就比较像雪,等收集满就做测试。”吴杨告诉新黄河记者,测试的装备也相对简单,正好实验室有环境实验箱,可控低温控湿度,确保测试环境稳定,他们在箱体里做雪槽铺上造的雪并轻压。对于试验所用的滑雪板,他们则是将正常规格的雪板锯开做成滑块,在表面打上研制的雪蜡,使用电机带着滑块在雪槽上匀速滑行。对于最关键的测试摩擦力的装置,他们自制测力装置,利用带有力传感器的牵引绳来判断摩擦力大小。

就是通过这样的方法,他们不断改进、筛选雪蜡配方,从而不断优化雪蜡的性能。虽然测试设备看似简单,但严谨的科学方法最终促成了雪蜡的研制。目前,他们已实现实验室小批量生产雪蜡。

均龄28岁的研发人员历时两年研制成功,性能与国际水平相当

新黄河记者从山东省科技厅获悉,山东研制的雪蜡从基础原材料到关键润滑剂、雪蜡配方、制备工艺,全部具有完全自主知识产权,打破了国外垄断。经中科院兰州化物所固体润滑国家重点实验室检测,固态雪蜡的理化指标与摩擦系数等实验室数据与国际水平相当,部分指标优于进口产品。第三方检测机构及国家海关技术部门的鉴定表明,雪蜡材料不含氟及有害重金属,无环境毒性、无生物毒性。

目前,山东造系列雪蜡已在甘肃省滑雪队,以及山东、新疆、辽宁等省部分滑雪俱乐部进行推广试用,反馈效果良好。在公开发布的中国首台雪蜡车的相关报道中,外国雪蜡师谈及国产雪蜡时表示,“测试这种中国产的雪蜡很多次了,使用起来非常不错。”

据了解,目前山东雪蜡攻关团队已研发无氟固态基础雪蜡5种,复合固态雪蜡10种,可覆盖10℃到-32℃不同的温度区间。除了固态雪蜡,也已研发出粉末蜡、液体蜡。

两年时间,国产雪蜡实现了从无到有,填补国内空白。而整个研发队伍,参与人员平均年龄在28岁。对于这样的研发速度,吴杨告诉新黄河记者:“我们其他的研发至少有点基础,雪蜡的研制在国内都没有基础。一般一个新材料从实验室走到产品是挺漫长的,最快的也得四五年。国产雪蜡的研究,我们相当于从0到1,整个过程挺难,有一段时间工作压力挺大。能在两年内研制成功,这个速度已经相当快了。”

即使到现在,吴杨也在持续给滑雪队或滑雪俱乐部邮寄研发的雪蜡,及时了解反馈情况。吴杨介绍,这款国产雪蜡的研发,后续还将进行2-3年的验证,根据用户的反馈不断优化。接下来,他们将重点研发喷雾蜡,形成全系列、多品种高性能雪蜡产品体系,同时与泰山体育产业集团共同推动国产雪蜡的产业化。

新黄河客户端记者:黄敏 编辑:孙菲菲

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