【集萃網(wǎng)觀察】
2022年2月4日，舉世矚目的第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動會在中國北京國家體育場“鳥巢”隆重開幕。此后，為期16天的賽事中，近三千名運(yùn)動員在嚴(yán)格落實(shí)“雙閉環(huán)”管理、使用多項(xiàng)“黑科技”的比賽環(huán)境中盡情揮灑汗水，誕生了多項(xiàng)奧運(yùn)記錄和世界記錄。
這其中，從開幕式現(xiàn)場到每一項(xiàng)冬季奧運(yùn)比賽，從運(yùn)動員到志愿者再到媒體工作者身上，都能看到紡織高科技產(chǎn)品的身影。紡織從只能滿足人們?nèi)粘Ｆ胀ㄉ畹莫M小定義中脫身出來，與可想象可觸及的任意一個領(lǐng)域深度融合，衍生出具備高度科技集成的產(chǎn)品，從而煥發(fā)出巨大的潛力與生機(jī)。 國家先進(jìn)功能纖維創(chuàng)新中心作為紡織行業(yè)的一份子，為了2022北京冬奧會的順利舉辦與人員保障，也早早投身于產(chǎn)品研發(fā)的進(jìn)程中，欣喜的是，多項(xiàng)成果被用于冬奧會現(xiàn)場。下面，讓我們一起了解一下！ 技術(shù)研發(fā)攻關(guān)石墨烯碳納米管復(fù)合導(dǎo)電纖維及織物的熱管理應(yīng)用 冬奧會在寒冬時(shí)節(jié)舉辦，極低的氣溫作為一把雙刃劍困擾著工作人員。為解決穿著厚重、動作不便、手腳冰涼等一系列低溫帶來的問題，國家先進(jìn)功能纖維創(chuàng)新中心聯(lián)合北京創(chuàng)新愛尚家科技股份有限公司、新材料與產(chǎn)業(yè)技術(shù)北京研究院等協(xié)作單位，共同研發(fā)了“石墨烯碳納米管復(fù)合導(dǎo)電纖維及織物的熱管理應(yīng)用”技術(shù)，并于2021年底入選第八屆“中國十大紡織科技”。 頒獎現(xiàn)場 通過使用獨(dú)特的上漿技術(shù)，將水性石墨烯、碳納米管分散液等主要成分漂染到纖維（天然纖維，化學(xué)纖維）表面上，形成三維導(dǎo)電層從而制成具有高導(dǎo)電性（102Ω/cm-103Ω/cm）與高遠(yuǎn)紅外發(fā)射效率（≥74%）的導(dǎo)電纖維。接著按照需要達(dá)到的能量密度、材料面積和材料柔軟度，以導(dǎo)電纖維、銅箔絲、滌綸等纖維為原材料編織石墨烯加熱布材料，產(chǎn)品具有良好的透氣性，在通電情況下有優(yōu)異的遠(yuǎn)紅外發(fā)射性能，可直接作用于設(shè)備或人體，熱傳遞效率高，能源浪費(fèi)少。 目前已在寒冷環(huán)境下的熱力保障設(shè)施、智能服飾等多場景實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。 1、開閉幕式鳥巢內(nèi)場觀禮臺供暖保障 作為開閉幕式的舉辦場地，鳥巢等大型半露天體育場館因3米以上的高大空間層，網(wǎng)格狀的結(jié)構(gòu)布局等造成了較差的保溫條件。若采用傳統(tǒng)對流采暖方式，會引發(fā)上熱下冷的熱場分布不均、能耗大、噪音等問題。 為此，國家先進(jìn)功能纖維創(chuàng)新中心聯(lián)合北京愛尚家科技股份有限公司、北京石墨烯技術(shù)研究院等協(xié)作單位，以安全、節(jié)能、舒適的理念，研發(fā)基于石墨烯的柔性低壓供熱模組、高性能阻燃及保溫隔熱織物，設(shè)計(jì)開發(fā)出了具有精準(zhǔn)紅外輻射取暖功能的加熱座椅，并在開閉幕式的主席臺及嘉賓觀禮區(qū)獲得了應(yīng)用。 該款柔性電熱織物，觸感柔軟輕薄，并擁有極高的電熱轉(zhuǎn)換效率，可在24V直流低壓下迅速啟動，實(shí)現(xiàn)高效紅外輻射及傳導(dǎo)。整個觀禮臺供暖電力總需求可控制在鳥巢整體電力負(fù)荷的0.098%，不到百分之一，十分節(jié)省能耗。輕觸控制按鍵一、二、三檔，即可分別實(shí)現(xiàn)47℃，37℃，30℃高中低三個溫度的控制�？椢锟伤�、隨意剪切，遇水后性能不會受到任何影響，在場館遇到雨雪天氣下也能保持安全穩(wěn)定的發(fā)熱性能。 2、賽事5G室外轉(zhuǎn)播設(shè)備保溫支持 冬奧正值傳統(tǒng)春節(jié)假期，賦閑在家，大多數(shù)人或通過電視機(jī)或通過“央視頻”等視頻軟件直播平臺觀看精彩比賽。此次冬奧會相關(guān)冰雪賽事通過云轉(zhuǎn)播系統(tǒng)，不僅支持現(xiàn)場專業(yè)廣播級攝像機(jī)的信號采集，還支持手機(jī)、非專業(yè)攝像設(shè)備、其他系統(tǒng)流信號接入，通過5G方式回傳到云端，在云端進(jìn)行制作，將最終的轉(zhuǎn)播信號分發(fā)給多種平臺，同時(shí)通過雙云熱備提供可靠性保障。5G+云轉(zhuǎn)播系統(tǒng)提供基于4K超高清編解碼和大帶寬信號傳輸技術(shù)，為專業(yè)媒體機(jī)構(gòu)第一時(shí)間提供了高質(zhì)量的視音頻信號。 而轉(zhuǎn)播攝影設(shè)備在-20~-30℃的氣溫下，電池性能大幅度降低，續(xù)航降低50%以上，極大影響工作的開展。為此，國家先進(jìn)功能纖維創(chuàng)新中心聯(lián)合北京愛尚家科技股份有限公司、江蘇奧神新材料股份有限公司等開發(fā)了高效輕薄設(shè)備保溫方案，在5G轉(zhuǎn)播團(tuán)隊(duì)的設(shè)備背包中獲得了應(yīng)用。 據(jù)了解，云轉(zhuǎn)播5G背包可以非常方便地放在雙肩背包里，跟隨攝像記者的腳步在現(xiàn)場采集畫面，實(shí)時(shí)回傳。配置石墨烯自發(fā)熱保溫套的5G背包，可以將背包工作環(huán)境溫度快速提高50℃，更好適應(yīng)冬奧會賽場環(huán)境，能夠保證在零下20℃乃至更低環(huán)境溫度下云轉(zhuǎn)播設(shè)備的正常開機(jī)和穩(wěn)定續(xù)航。 3、冬奧后勤環(huán)衛(wèi)團(tuán)隊(duì)溫暖保障 讓我們將目光從賽場轉(zhuǎn)到后勤保障上，比賽之余，冬奧村的衣食住娛等各方面設(shè)施讓運(yùn)動員們賓至如歸。在后勤保障上，除了吸睛的智能消毒機(jī)器人，志愿者及環(huán)衛(wèi)工人們都在各方各面維護(hù)著正常秩序。 在2022冬奧會期間，北京環(huán)衛(wèi)昌平公司承擔(dān)著重要冬奧保障任務(wù)。為了實(shí)際關(guān)愛服務(wù)冬奧的環(huán)衛(wèi)工人，今年1月，國家先進(jìn)功能纖維創(chuàng)新中心向負(fù)責(zé)運(yùn)動員生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)的環(huán)衛(wèi)團(tuán)隊(duì)寄出了一批技術(shù)升級的智能發(fā)熱馬甲。 而早在20年12月，創(chuàng)新中心就與北京環(huán)衛(wèi)集團(tuán)昌平公司開展對接，開發(fā)御寒功能的發(fā)熱馬甲，并于春節(jié)前向其捐贈了300件。經(jīng)過一冬的使用測試和問卷調(diào)查收集，在舒適保暖的同時(shí)，發(fā)熱馬甲使得70%以上環(huán)衛(wèi)工作者的腰肩痛等疲勞狀況得到緩解，獲得了廣泛好評。 秉承“科技冬奧、綠色冬奧”的理念，創(chuàng)新中心在21年實(shí)測的基礎(chǔ)上，開展循環(huán)可再生材料、碳納米管/石墨烯復(fù)合導(dǎo)電纖維膜材料等多項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，設(shè)計(jì)出升級版智能發(fā)熱保暖馬甲，交付給冬奧運(yùn)動員垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)團(tuán)隊(duì)體驗(yàn)使用。 其中，具體在以下幾點(diǎn)進(jìn)行了技術(shù)升級： 柔性碳納米管/石墨烯電熱組件：作為智能發(fā)熱馬甲核心電-熱轉(zhuǎn)換材料，具有智能控溫、舒適無異物感、3秒快速升溫、可耐受40次水洗（電阻變化≤10%）等優(yōu)點(diǎn)，在低壓電源驅(qū)動下，輻射波長5-20微米的遠(yuǎn)紅外線，可穿透皮下4mm處，其產(chǎn)生的熱效應(yīng)具有保暖和理療作用； 綠色保暖絮片：以可循環(huán)再生聚酯為原料，設(shè)計(jì)研發(fā)超薄絮片填充料，在高效保暖的同時(shí)，減輕環(huán)衛(wèi)工作者的工服負(fù)重負(fù)擔(dān)； 彈性復(fù)合防水舒適面料：采用超薄微孔膜+四向彈性織物的組合開發(fā)舒適防風(fēng)、防水面料，在提升保暖性能的同時(shí)，保證環(huán)衛(wèi)工作者的動作靈活性。 基金項(xiàng)目成果 自2020年以來，國家先進(jìn)功能纖維創(chuàng)新中心已發(fā)布兩期“盛虹·應(yīng)急保障與公共安全用纖維材料及其制品科研攻關(guān)項(xiàng)目”專項(xiàng)基金，組織專家評審入選共51個項(xiàng)目，匯集多家企業(yè)與高校攻克了一批應(yīng)用納米纖維、納米材料的高效防護(hù)制品及相關(guān)技術(shù)，涉及口罩、防護(hù)衣等高阻隔功能纖維材料、納米與生物醫(yī)用纖維材料與制品、防護(hù)用纖維與產(chǎn)品的檢測與評價(jià)等方面。 創(chuàng)新中心組織北京服裝學(xué)院、廈門當(dāng)盛科技有限公司等協(xié)作單位，基于以上成果，設(shè)計(jì)開發(fā)了包含多種高效防護(hù)用品的多功能防疫包，在北京冬奧舉辦前組織人力物力，分別捐贈給國家體育總局體育科學(xué)研究所、體育信息中心、運(yùn)動醫(yī)學(xué)研究所等科技保障團(tuán)隊(duì)以及張家口冬奧保障團(tuán)隊(duì)。 該防疫包由三部分組成。一為口罩防疫包，口罩防疫包中共有三種不同技術(shù)制成的口罩、免洗手抗菌液以及消毒濕巾；另一為防疫收納包，里有一雙鞋套；最后則是將這兩個組合在一起的外包裝收納袋。 外包裝收納袋設(shè)計(jì) 防疫包是由創(chuàng)新中心組織北京服裝學(xué)院設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，結(jié)合運(yùn)動員、冬奧保障人員等多種實(shí)際使用場景，兼顧防疫要求設(shè)計(jì)的多功能三合一收納包組合。防疫包外表面材料與鞋套皆采用閃蒸法高密度聚乙烯特種紙，結(jié)合了紙張、薄膜、布匹的優(yōu)點(diǎn)，具有結(jié)實(shí)耐用、防水透氣、柔軟強(qiáng)韌、抑菌、健康環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，是一種用途極為廣泛的材料。廈門當(dāng)盛科技打破國外公司全球50余年單一供應(yīng)的局面，實(shí)現(xiàn)了軍用防生化、醫(yī)療防護(hù)領(lǐng)域關(guān)鍵材料纖維特種紙的國產(chǎn)化。 其中一款由創(chuàng)新中心、生納科技等團(tuán)隊(duì)開發(fā)的納米纖維防護(hù)口罩，采用靜電紡絲等工藝制備納米級纖維非織造濾膜，用制造人工血管的納米纖維技術(shù)做防護(hù)口罩。同時(shí)與國產(chǎn)低阻高效熔噴相組合，具有高效低阻、高阻隔及防護(hù)性能、輕質(zhì)舒適等優(yōu)勢，在確保超高過濾效果的同時(shí)又大大提高了口罩的透氣性，具有巨大的應(yīng)用潛力。 長效非酒精納米抗菌液（免洗手）由開貝科技（蘇州）有限公司開發(fā)。該抗菌液基于復(fù)合納米鉑金粒子研發(fā)，無酒精添加，具有兩分鐘起效、廣譜殺菌99.9%、24小時(shí)長效抑菌等優(yōu)異性能。 綠纖-衛(wèi)賽爾濕巾由通用技術(shù)高新材料生產(chǎn)，采用萊賽爾纖維制成，含有75%醫(yī)用酒精，可有效滅活新冠病毒，具備柔軟親膚的質(zhì)感。 巴赫說，奧運(yùn)會是全人類的一次偉大團(tuán)結(jié)的聚會，給全人類帶來對更美好未來的期待。在今天充滿不確定性的世界中，奧運(yùn)會比以往任何時(shí)候都更成為多元化世界中全人類希望、和平和團(tuán)結(jié)的有力象征。 作為疫情發(fā)生以來首次如期舉辦的全球綜合性體育盛會，北京冬奧會展現(xiàn)了中國人重信守諾的決心和魄力，中國科技日新月異的發(fā)展與變化，更向世界傳遞了不懼困難、戰(zhàn)勝疫情的寶貴信心。 國家先進(jìn)功能纖維創(chuàng)新中心十分能夠有幸參與其中，將研發(fā)產(chǎn)品應(yīng)用進(jìn)冬奧的方方面面，回顧冬奧的舉辦，也為疫情之下創(chuàng)新中心如何實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、將科技與紡織有效結(jié)合提供了有益啟迪。 來源：國家先進(jìn)功能創(chuàng)新中心
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