2月8日，北京冬奧會自由式滑雪女子大跳臺決賽在首鋼大跳臺舉行，中國選手谷愛凌以兩跳188.25分的好成績，奪得了中國代表團(tuán)在北京冬奧會雪上項(xiàng)目的首塊金牌。在前一天舉行的單板滑雪男子坡面障礙技巧決賽上，小將蘇翊鳴以88.70分的成績奪得銀牌，獲得了中國代表團(tuán)冬奧會歷史上的首枚單板滑雪獎(jiǎng)牌。記者在觀看比賽時(shí)發(fā)現(xiàn)，谷愛凌在等候裁判打分時(shí)始終在展示手中的雪板，在蘇翊鳴上臺領(lǐng)獎(jiǎng)的時(shí)候，現(xiàn)場眾人也紛紛與他那塊創(chuàng)造了中國歷史的雪板合影留念。
2月8日，2022北京冬奧會自由式滑雪女子大跳臺決賽，谷愛凌奪冠。(CFP 供圖)
本屆北京冬奧會將總共產(chǎn)生109枚金牌，滑雪項(xiàng)目7個(gè)小項(xiàng)就要決出66枚金牌。其中包括越野滑雪12枚金牌、高山滑雪11枚金牌、自由式滑雪13枚金牌、單板滑雪11枚金牌、冬季兩項(xiàng)11枚金牌、跳臺滑雪5枚金牌、北歐兩項(xiàng)3枚金牌。我國奧運(yùn)健兒在上述多個(gè)項(xiàng)目都已經(jīng)具備了奪金的實(shí)力。
在滑雪項(xiàng)目中，從碳纖維制成的頭盔、雪杖，到聚四氟乙烯纖維制成的滑雪服，運(yùn)動員從頭到腳都包裹著化工新材料。但作為運(yùn)動員每次比賽之后必然著重展示的裝備，雪板是滑雪裝備中最關(guān)鍵，也是技術(shù)含量較高的裝備。
在冬奧會上，每個(gè)雪上項(xiàng)目所采用的雪板完全不同，根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)而定。越野滑雪的特點(diǎn)是“翻山越嶺”。高山滑雪的賽道海拔落差大、長度長，也成為本屆冬奧會注冊人數(shù)最多的雪上項(xiàng)目。自由式滑雪和單板滑雪選手或使用單板，或使用雙板，通過表演空中技巧，來比拼藝術(shù)性。冬季兩項(xiàng)是越野滑雪和射擊的結(jié)合。跳臺滑雪比較特殊，它比拼運(yùn)動員通過助滑坡跳下跳臺的距離和姿勢。北歐兩項(xiàng)則是跳臺滑雪和越野滑雪的結(jié)合。
雖然項(xiàng)目用板完全不同，但結(jié)構(gòu)和材料大同小異。從結(jié)構(gòu)上說，滑雪板最基本的結(jié)構(gòu)是其層壓板芯，上方和下方各有復(fù)合層，側(cè)面還有邊墻圍繞。最上部分稱為板面，最下部分稱為板底，側(cè)面則為板刃。
雪板各部位的材料是化工新材料的用武之地。板芯是滑雪板的中央結(jié)構(gòu)，它決定了許多滑雪板的特性，是雪板大部分縱向強(qiáng)度和硬度的來源。在國際體育比賽普遍使用的雪板中，滑雪板廠家將各種新材料添加到木材中或用作木材的替代材料制作板芯。其中，最常見的高端板芯材料是碳纖維和凱夫拉纖維。碳纖維輕巧、結(jié)實(shí)，在壓縮下工作良好。凱夫拉纖維堅(jiān)固、輕便，在張力下表現(xiàn)良好，還是良好的阻尼器。除此之外，玻璃纖維、鈦合金等也是常見的高端板芯材料。
競技雪板的邊墻普遍采用不同型號的ABS制成，并在其下方放置幫助吸收沖擊的橡膠層，可以很好地將壓力傳遞，使雪板具有更高的抗扭強(qiáng)度、更好的板刃抓地力和更強(qiáng)的抗沖擊能力。
2月7日，2022北京冬奧會單板滑雪男子坡面障礙技巧決賽，蘇翊鳴摘銀。(CFP 供圖)
復(fù)合層是大多數(shù)滑雪板的抗扭強(qiáng)度的來源。這些層位于板芯的上方和下方，既保護(hù)了滑雪板的核心，又為滑雪板增加了新的強(qiáng)度和性能。其最常見的是玻璃纖維，但使用碳纖維、芳綸和鈦的復(fù)合材料層也很多見。和板芯一樣，高端雪板會使用幾個(gè)不同的復(fù)合層，每個(gè)復(fù)合層由不同的材料制成，以進(jìn)一步提高滑雪板的性能。板面可由許多不同的材料制成，包括尼龍、木材、玻璃纖維、塑料和復(fù)合材料。板底則由聚乙烯塑料制成，通過擠壓或燒結(jié)方法加工，配合雪蠟，極大影響著滑雪板的使用性能。
雪板用碳纖維材料是我國本次冬奧化工科技的重要突破口。在國際上，使用碳纖維的高端器材都極大地提高了運(yùn)動員的成績。北京化工大學(xué)有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任楊小平課題組研發(fā)出新型碳纖維復(fù)合材料。國產(chǎn)碳纖維實(shí)現(xiàn)高端應(yīng)用，將使我國運(yùn)動員有望用上自主生產(chǎn)的高端滑雪板等體育器材。
華僑大學(xué)制造工程研究院的姜峰教授參與研發(fā)的高性能雪板產(chǎn)品，正用于殘疾人國家滑雪隊(duì)和國家跨界跨項(xiàng)滑雪隊(duì)等運(yùn)動隊(duì)訓(xùn)練使用，其性能達(dá)到進(jìn)口雪板的平均水平，價(jià)格僅為進(jìn)口相同性能雪板的1/5，且不受交貨期的限制。姜峰及其研究團(tuán)隊(duì)對現(xiàn)有大量滑雪板技術(shù)的調(diào)研和技術(shù)對比后，通過對滑雪板的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行變量優(yōu)化仿真，對雪板進(jìn)行高速摩擦測試，并且利用正交試驗(yàn)法的輔助分析方法進(jìn)行分析，找到最優(yōu)的參數(shù)組合，為后續(xù)的滑雪板設(shè)計(jì)提供參考意見。研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動員短暫騰空結(jié)束與雪面接觸時(shí)，都會有一定的身體后傾，板頭抬起的動作，從仿真結(jié)果來看，抬起角度為5度左右時(shí)為最優(yōu)選擇，可以降低滑動摩擦阻力接近20%，這給運(yùn)動員滑行過程中滑雪板姿態(tài)起到指導(dǎo)作用。
另外，在高山板材料檢測領(lǐng)域，河北省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院研發(fā)了高山滑雪板檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高山滑雪板質(zhì)量安全的智能化、精準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)化檢測，打破了國外壟斷，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。該系統(tǒng)包括3臺檢測設(shè)備。其中，高山滑雪板質(zhì)量和極性轉(zhuǎn)動慣量檢測設(shè)備裝配了水平儀和激光定位設(shè)備，采用智能化控制系統(tǒng)精準(zhǔn)檢測高山滑雪板處于自由狀態(tài)時(shí)的極性轉(zhuǎn)動慣量，充分體現(xiàn)高山滑雪板的材料特性和平衡特性。此外，高山滑雪板彈性特性檢測設(shè)備、高山滑雪板形變載荷和斷裂載荷檢測設(shè)備分別裝配了力敏傳感器和位移傳感器，可全面分析高山滑雪板在不同載荷作用下的形變數(shù)據(jù)，科學(xué)判定高山滑雪板質(zhì)量，檢測數(shù)據(jù)具有峰值保持功能和數(shù)據(jù)儲存功能，便于對產(chǎn)品檢測數(shù)據(jù)信息調(diào)取和追溯。
消息來源：中國化工報(bào)