材料科技的奥运赛场，哪些惊艳了你

38金、32银、18铜！

在7月23日-8月8日的东京奥运会期间，奋力拼搏的中国运动健儿们用汗水挥洒赛场，在烈火灼心般残酷的对决中，书写新时代下的体育传奇。至此，中国队金牌总数追平参加境外奥运会的最佳战绩。

由于席卷全球的新冠肺炎疫情尚未结束，推迟一年才正式拉开序幕的东京奥运会必然是史上特殊的一届奥运会。而日本设计与可持续发展相融合的奥运理念，让这届奥运会有了不少精彩看点。新型回收材料、二氧化碳技术、氢能源新花样、新型散热材料……业内人士惊呼，这俨然就是材料科技的奥运赛场！

在二氧化碳上打曲棍球？

科思创和领先的澳大利亚聚氨酯基材料、丙烯酸涂料和人造草坪制造商Advanced Polymer Technology （APT）以及Polytan公司携手打造了兼具可持续性与先进技术实力的曲棍球场。

而让该地坪更与众不同的是地坪下方粘合剂采用了科思创二氧化碳技术制成的新型可持续材料cardyon®。
这款新型可持续材料，即多元醇，含有高达20%的二氧化碳。科思创已于数年前将该开创性技术推向市场。该创新技术可将多元醇中所需的石油基原材料使用量减少五分之一，可帮助塑料制造等行业推进资源保护及践行循环经济。科思创在位于科隆附近的多马根基地生产cardyon®。

APT母公司Sport Group Asia首席运营官Jim Tritt表示：“得益于科思创的二氧化碳技术，以及可再生原材料和原生橡胶等其他可持续材料，这个曲棍球场是我们在全球开发的最具可持续性、技术最先进的地坪之一。同时，它可确保更低的地坪温度以及更快的球速，由此为曲棍球运动员带来上乘的可玩性和场地表现。”

利用这项技术，二氧化碳可以作为一种宝贵的可持续塑料原材料进行再利用。化学催化剂用于推动 CO2 与传统原料之间的反应，从而以更经济和可持续的方式生产多元醇，同时将CO2 牢固地化学结合在一起。

cardyon®现在还用于生产鞋子和汽车内饰的衬垫、床垫的弹性泡沫和运动地板的粘合剂。由硬质泡沫和表面活性剂制成的绝缘材料的第一个原型，例如用作清洁剂，最近也使用二氧化碳技术实现。

去年，科思创与山东伊诺夫新材料有限公司合作，在上海的科思创亚太创新中心完成了带有cardyon多元醇的T台安装。这是该创新产品首次用于亚太地区的塑料走道粘合剂。

可再生材料的N+1种玩法

◆ 回收瓶制造的火炬手服装
你知道吗，东京奥运会火炬手传递奥运圣火时所穿的白色T恤和裤子其实是由可口可乐收集的回收塑料瓶制成的。
这款采用回收后塑料的制服在设计上也别出心裁。T恤、短裤和长裤都有一条从前延至后的红色斜带。这种斜带类似于日本田径接力赛运动员经常佩戴的腰带。这套东京奥运会火炬手服装，不仅体现了日本传统体育元素，还体现了可持续发展的理念。
东京奥运会设计总监Daisuke Obana表示，通过与可口可乐合作，把软饮料塑料瓶回收回来，制作火炬手的制服，所选的材料符合奥运会主张的可持续发展目标。“我们旨在举办一场可持续的奥运会。” Daisuke Obana说道。

◆ 回收聚酯纤维制造的奖牌带
此前，2016年的里约奖牌使用了30%的可循环材料，绶带由回收的塑料瓶制成，在当年被称为史上最环保的奥运奖牌。2020年东京奥运会的奖牌缎带同样十分环保，不过这次缎带采用了化学回收聚酯纤维，使用这种回收后的聚酯纤维，可在制造过程中减少更多的二氧化碳排放。
除此之外，缎带上做了硅胶凹凸纹的表面处理。只要触摸缎带上表面的纹路，就能马上辨别出奖牌是金牌、银牌还是铜牌。
奖牌缎带设计融合了传统的日本设计图案，这种图案来自于ichimatsu moyo（格子图案）和kasane no irome （传统和服分层技术）。缎带的设计是反映日本文化的多元。

◆ 再生塑料制造的颁奖台
此次东京奥运会和残奥会的获奖者登上的领奖台和往届大有不同，秘密在于，这些领奖台是由24.5吨废弃家用塑料制成的。
据悉，奥运期间共计使用100个以上的领奖台，这些领奖台共需要4.5万公斤、150万件塑料物品制成。按每回收1件塑料物品可减少75克碳排放来计算的话，这些领奖台总计节省的能源可供一个家庭照明112年。
其实，东京奥组委早在前年就启动的“回收塑料颁奖台”活动，要求日本市民捐赠废旧家用塑料进行回收。
除此之外，奥组委也在日本各地的大型零售商和学校收集了近 40万个洗衣粉瓶。宝洁(P&G)公司与东京2020年组委会和国际奥委会(IOC)合作，为奥运会颁奖典礼3D打印了98个领奖台。领奖台的材料由回收塑料制成后，带有再利用铝制奥林匹克标志，并在奥运会和残奥会期间使用。

◆ 从电子废弃物中“淘”出来的奖牌
日本从2017年就开始向居民收集废旧手机、家电，总共收集了近8万吨电子设备，包括621万部二手手机。从中提取了32公斤黄金、3500公斤白银和2200公斤青铜，以此作为原料制成相应的奥运会金银铜牌（根据资料，一部手机通常能提取0.048克黄金，0.26克银，12.7克铜）。
◆ 可承重约200公斤的硬纸板床架
主打环保牌的东京奥运会在很多设施上都用了环保材料，这包括奥运村内的2.6万张床架。它们都是由硬纸板制作的，而寝具也几乎都是由再生材料制成的，拼在一起像一个个大大的“纸盒子”，这在奥运会历史上还是首次。

运动员卧室里，硬纸板制作的床架可承重约200公斤。床垫的材料则是聚乙烯，分肩、腰、腿三部分，可根据身形调整硬度，为每位运动员量身定制最佳的舒适度。

藏在举重器材里的聚氨酯材料

2019年，国际举重联合会与河北省泊头市张孔杠铃制造有限公司签署东京奥运会举重器材唯一供应商合同，张孔杠铃拿到2020年东京奥运会的“入场券”。

据相关负责人介绍，张孔杠铃公司淘汰杠铃片橡胶材质，选用抗撕裂、寿命长、外观美的聚氨酯材料。改进后的杠铃片达到二次弹跳静止，最大跳动幅度仅为10厘米，技术参数高于国家标准50%，产品合格率从60%提升到95%。按照“标准”生产出来的比赛杠铃杆轴线弯度值达到0.2毫米以内，杠铃片重量误差控制在5克以内，各项技术参数测评已达到世界领先水平。

聚碳酸酯（PC）阳光板

东京奥运会的主场馆——新国立体育馆集看台、屋盖、休息室及主赛场为一体，拥有开阔的视野，至少可容纳一万多人。
从材料上来看，独特而如羽毛状起伏的屋顶，以及在体育馆周围等间距分布的支柱采用了全钢结构，而场馆遮阳棚部分材料选择了阳光板。遮阳顶棚材料选用PC阳光板，目的是为了给在看台观礼的人员提供一个有遮蔽功能的场馆。这样的材料搭配具有以下优势：
（1）PC阳光板的连接方式紧密可靠，不易引起渗漏，可完全满足该项目对屋面的基本功能要求，且阳光板易于加工与建造，有利于缩短工期，降低造价；（2）阳光板的冷弯特性十分有助于屋面曲线的塑造；（3）阳光板可以回收再利用，是优秀的环保型材料。
综合来看，阳光板的应用满足了体育馆对围护结构保温隔热和密封的高性能要求，遮蔽了室内巨大的钢结构构件，达到了具体使用要求和经济性的完美统一。

比普通道路低5～6℃的新型散热材料

作为2020年东京奥运会和残奥会的一项防暑降温措施，在马拉松和竞走项目涉及的公路上全面采用具有降温作用的特殊路面。特殊路面是在道路表面涂上反射红外线的隔热材料。前马拉松奥运选手濑古利彦等人曾在东京都涩谷区的国道上进行过试跑，据悉路面温度比普通道路低5～6℃。

聚醚多元醇

东京奥运会场馆，采用聚醚多元醇（用于生产低密度至高密度泡沫作为密封剂）填补建筑材料之间的空隙，降低高温下混凝土膨胀引起的变形风险，可以保持体育场馆的安全和稳定。

胶粘剂

东京奥运会场馆里，用于内墙涂料的高耐用性丙烯酸乳液胶粘剂，具有出色的长期耐久性和基材附着力。而弹性体墙面涂料则可为外部提供解决方案，具有出色的抗污垢性和机械性能平衡。乙二醇醚在水性涂料体系中，可在满足低挥发性有机化合物（VOC）要求，同时优化涂料的稳定性和性能。

液晶高分子聚合物LCP

东京奥运会极大的促进了日本的5G规模化商用，NTT DOCOMO与英特尔达成合作，共同将东京奥运会打造成为5G技术的全新试炼场，并于目前已与爱立信、富士通、NEC、诺基亚和三星等多家供应商建立合作关系，并开展了一系列5G试验。计划到2024年实现全国覆盖。随着5G时代高频高速应用趋势的兴起，LCP将作为天线的主流材料，在未来基站端和手机端都将得到广泛使用。

清洁能源的新花样

日本在应用氢能源技术方面处于全球领先的地位，本次奥运会也成为了日本对外展示氢能源技术成果的巨大窗口。例如，东京奥运会赞助商丰田汽车公司计划提供约500辆氢燃料电池汽车作为官方用车。据奥委会工作人员介绍，这些氢能源汽车高峰期每5分钟一班，可自动运行24小时。

此外，奥运村内也使用了氢能发电的设备并嵌入了管道。这4100套住宅还配备了氢燃料电池，是全日本首个全面投入使用氢站、氢管道和氢燃料电池的社区，该社区也将在奥运结束之后作为普通住宅使用。

除了氢能源，本届奥运会7大主要场馆均配备有太阳能发电设施，电力供应将采用“100%可再生能源”。此外，奥运村及其他奥运相关设施的电力供应也均采用太阳能或生物能等可再生能源。

据了解，风能和太阳能等可再生能源也用于比赛场馆和奥运村的供电。之前有消息称，东京正在测试数十公里的太阳能公路。这种被称为“太阳能发电路”的新型能源技术指的是将光伏板铺设于路面下用于发电，道路表面覆盖了一层特殊的树脂，比较坚固耐用，汽车可以在上面随意通行。

东京奥运会的这一系列举措将成为全球可持续发展的一个蓝本，通过奥运会的影响力，让世界看到全面向低碳社会转型的必要性和可能性。

了解这么多，奥运赛场上随处可见的材料科技，哪个最惊艳你呢？
（素材来源：新华网、中新网、视觉中国、搜狐网、新闻晨报、北晚新视觉、科思创、环球网、氢能源与燃料电池、人民日报等）

来源：荣格-《国际塑料商情》


原创声明：
本站所有原创内容未经允许，禁止任何网站、微信公众号等平台等机构转载、摘抄，否则荣格工业传媒保留追责权利。任何此前未经允许，已经转载本站原创文章的平台，请立即删除相关文章。