2022年萬眾企盼的北京冬奧會已經結束！各項準備工作已經就緒。最綠色的清潔能源、最環保的制冰技術、最安全的防疫措施……這場冰雪盛會將再一次給世界帶來怎樣的驚喜？而各種化工新材料又將在其中扮演什么樣的角色呢？

北京冬奧會火炬 - “飛揚”

火炬的整體外觀與北京2008年奧運會開幕式主火炬塔形態相呼應。火炬以祥云紋樣“打底”，自下而上從祥云紋樣逐漸過渡到剪紙風格的雪花圖案，旋轉上升，如絲帶飄舞。北京冬奧組委文化活動部副部長王向豫表示，2022年冬奧會火炬體現了藝術設計與科技創新的完美融合。

“飛揚”的外殼不僅要耐火抗高溫，還要能在極寒天氣中使用。如何承受這“冰與火”的雙重考驗，奧秘就藏在一種新型材料里。

1. 首次采用碳纖維

北京2008年奧運會火炬“祥云”采用的是鋁合金材料，為了契合“綠色辦奧”理念，體現藝術設計與科技創新的完美融合，這次研發團隊將目光投向了“碳纖維”。

中國石化上海石化創新研究院總經理林生兵：它（碳纖維）的質量只有鋼的1/4左右，但是強度是鋼的7——9倍。

1860年，英國人在制作電燈燈絲時發明了碳纖維，它的力學性能十分優異，到了現代更被譽為“黑黃金”、21世紀“新材料之王”。

這次，研發團隊用碳纖維與樹脂形成的復合材料來做奧運火炬，堪稱世界首創。

2. 破解多個技術瓶頸

中國石化上海石化公司副總經理黃翔宇：冬奧組委給它的第一個評價就是輕，而且很牢固，隨便怎么摔也摔不壞。另外一個就是，冬季火炬傳遞的時候天氣很冷，傳統金屬材料的話手感不太好，復合材料可以解決這個問題，避免這種很冰涼的感覺。“飛揚”采用氫做燃料，不僅環保，還因為氫燃料的特性保證了火炬能在極寒天氣中使用。但氫氣作燃料，燃燒溫度就會高于800℃。因此，“飛揚”火炬外殼的研制，就花了整整三個月時間，逐一攻克了多項技術難題。

黃翔宇表示：火炬的火是從里面燒出來的，一般的復合材料都不能在火里燒，要到500℃在火里面再一燒就沒了。正好上海有一家企業研發了一種樹脂，這個樹脂是耐火的，拿過來我們進行測試分析。最后通過工藝調整，它達到了既能夠耐溫又能夠耐火的要求，800℃、900℃都可以。

碳纖維的應用前景無限廣闊，但卻有著森嚴的技術壁壘。此前，只被日本、美國等少數發達國家掌握，但經過長期研發攻關，上海石化成為國內首家、全球第四家掌握碳纖維大絲束產業化技術的企業。

紀念鈔

2021年12月21日，中國人民銀行發行第24屆冬季奧林匹克運動會紀念鈔一套。面額20元，塑料鈔和紙鈔各1張。

冰上運動項目紀念鈔為塑料鈔，雪上運動項目紀念鈔為紙鈔；每張票面長為145毫米，寬為70毫米。
據紀念鈔的主創設計師鄭可新介紹，冰上運動項目是花樣滑冰運動員圖案，具有觀賞性；雪上運動項目紀念鈔是滑雪運動員圖案，是運動員的競技表現。

在防偽技術上，紀念鈔采用動感全息寬條，透明視窗、光彩光變圖案和雕刻凹印等，保證了紀念鈔的安全性。

rPET纖維工作服

2021年11月，可口可樂中國宣布為北京冬奧會所有場館的清廢團隊提供“溫暖包”，采用了rPET材質（飲料瓶再生材質）的工作服套裝。可口可樂中國表示，希望通過這一舉措，提升公眾對于循環再生理念的認知。

冬奧會場館清廢團隊的外套設計，借鑒了戶外沖鋒衣的可拆卸功能，搭配了可拆卸的防寒外套和褲裝，滿足了極大溫差下的作業需求，外套面料采用了rPET材料，具有良好的防水防污效果。值得一提的是，可口可樂中國將“回”字元素融入工作服套裝的設計之中。此外，冬奧會場館內放置的飲料瓶回收桶，方便消費者將消費后的飲料瓶投放。可口可樂中國將通過多鏈路、多場景的方式，展現飲料瓶的循環再生價值。石墨烯發熱圍巾

石墨烯是什么，為什么能夠在冬奧會中起到作用？北京石墨烯技術研究院院長、研究員王旭東介紹，石墨烯是“碳材料家族”中的一員，是目前發現的最薄、最堅硬、導電導熱性能最好的一種新型納米材料，被稱為“黑金”和“新材料之王”。而石墨烯發熱服就是基于單層石墨烯材料的導熱性和電子遷移率高且變化小的特征，在通電后將電能高效轉化為熱能，從而提供保暖功能。

除了為工作人員提供保暖外，冬奧期間對講機、云轉播包、手機、攝影機等專業設備也需要保暖。“配備石墨烯保暖的設備，可以保障其在零下20°C正常開機使用。”北京創新愛尚家科技股份有限公司董事長陳利軍介紹，提升專業設備低溫環境的工作效率和時長是石墨烯材料在冬奧會期間的另一個應用場景，可有效保障設備在低溫環境正常運行。

自2010年獲得諾貝爾獎后，石墨烯就成為了一種炙手可熱的新材料，在世界各國掀起研究熱潮。2017年，北京石墨烯技術研究院成立，它由中國航發集團公司、中國中車、中國航天和北京市政府發揮央地聯動優勢，共同出資發起設立的專門從事石墨烯創新技術研究及產業孵化的新型創新主體，是國家級高新技術企業。其成立以來即以搭建產學研用融一體化平臺為目標，以“創新驅動，需求牽引，協同發展”為發展理念，推動石墨烯關鍵共性技術突破及商業化。

可降解餐具

玉米、薯類、農作物秸稈等可再生資源，將成為北京冬奧會選手吃飯時“飯碗”的制作材料。

安徽豐原生物化學股份有限公司是北京2022年冬奧會和冬殘奧會官方生物可降解餐具供應商，目前正在抓緊生產生物材料聚乳酸制作而成的可降解餐具。隨著北京冬奧會進入倒計時，位于安徽省蚌埠市固鎮經濟開發區的豐原生物產業基地內一派繁忙景象。

在這里，經過原料檢測、聚乳酸生產加工、餐盒生產，就能將玉米等原料加工制作成可生物降解的一次性餐盒。

3D打印碳纖維速滑冰鞋

3D打印碳纖維速滑冰鞋，全稱為“個體精準化碳纖維復合材料速滑冰鞋的研發與示范應用”。項目旨在采用碳纖維高性能復合材料進行速滑冰鞋的研發，通過建立速滑運動員腳型、足底數據庫，研發3D足底掃描和打印系統，實現速滑冰鞋的個性化定制和快速制造。

目前，速滑運動員的定制冰鞋主要依靠采集運動員石膏腳模來實現，存在采集過程復雜、效率低、冰鞋制造時間長等問題。河北經貿大學楊金田教授團隊將三維掃描技術和足底3D打印技術結合，能夠很好地解決上述問題。

第一代產品與國內外主流品牌碳纖維速滑冰鞋進行關鍵參數比對，結果比國內高端速滑冰鞋重量降低4%、冰鞋剝離強度提升7%。第二代產品，部分參數上甚至具備了與國外同類產品‘掰手腕’的底氣。”楊金田表示。

速滑競賽服

短道速滑作為冬奧會上的正式項目，一直都備受矚目。速滑競賽服處處體現著“科技含量”。

速滑競賽服會在大腿的部位，選擇一種比普通纖維彈性強數10倍的橡膠材料，可以最大程度減少體力消耗；在右胯部的位置，則是會采用一種合成纖維，可有效減少摩擦力；為了較少空氣阻力，速滑競賽服的 手腳處，使用了蜂窩樣式的 聚氨酯材料，以求最大限度提高運動員成績。

滑雪頭盔

滑雪是一項極具觀賞性的滑雪運動，將速度與技巧有機結合，運動員要在高聳的雪山陡坡上完成 快速滑降和 回轉動作。

2022年北京冬奧會臨近，大連理工大學的科研團隊自主研發了一款科技含量和顏值都在線的新裝備助力中國健兒奪金。1月4日，央視新聞頻道《新聞直播間》對該成果進行了報道。秉承“科技冬奧”的理念，他們將航天技術應用到運動裝備中大工“結構強度與輕量化設計”。國防科技創新團隊運用航天薄壁結構設計科技，研發出高性能滑雪頭盔為冬奧助力。

據悉，這項技術來源于程耿東院士指導、王博教授牽頭的科研團隊，此前，他們便利用這項技術為我國體積最大的大火箭——長征五號運載火箭“胖五”成功減重1145公斤。

大連理工大學運載工程與力學學部教授郝鵬介紹，該頭盔運用了曲線加筋變剛度的設計技術，加筋可以很好地去改善頭盔受到沖擊載荷以后的傳力路徑，使得頭盔抗沖擊效率就能更高，從而對運動員起到保護的作用，大幅提升了頭盔的抗沖擊變形能力，為運動員提供更高的安全防護級別。同時，頭盔的材料也有所創新，在保持沖擊韌度的同時將剛度提高了4倍，拉伸強度提高了3倍，大幅提升了頭盔的抗沖擊吸能效率，對運動員形成更好的保護。不僅如此，團隊采集了大量國家隊運動員的頭型數據，并研發了設計軟件，實現了運動員頭盔的定制化，有效改善了長時間佩戴的舒適性，這款頭盔重量只有700g左右，在不大幅增加厚度和重量的前提下，防護性能比歐洲標準至少提升了20%。。目前，這款頭盔已順利通過歐洲滑雪頭盔安全標準測試，為冬奧會滑雪相關項目國家隊訓練提供安全保障，助力中國健兒奪金！