填补空白的国产雪蜡“泰山”,是这样诞生的

本文转自:大众日报
助力北京冬奥会 , 山东不仅创造了首台国产雪蜡车 , 还研发成功了国内首套无氟雪蜡“泰山” , 填补了国内空白 。近日 , 采访人员走进国产雪蜡研究团队 , 了解这种从0到1的突破背后的故事 。
【填补空白的国产雪蜡“泰山”,是这样诞生的】填补空白的国产雪蜡“泰山”,是这样诞生的
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老虎吞天 , 无从下口——这是吴杨博士在刚接到国产雪蜡研究任务时的第一感受 。
1987年出生的他 , 此前主要从事低表面能自润滑材料研究 , 从未接触过滑雪运动 , 也不知道“雪蜡”为何物 。2020年 , 他所在的中科院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室承担了“科技冬奥”国家重点研发计划“冬季项目运动减阻关键技术” 的研究中的高性能雪蜡的工作 。
2021年初 , 山东“科技冬奥”专项支持下 , 中科院兰州化学物理研究所、烟台先进材料与绿色制造山东省实验室与省体育局、泰山体育产业集团等单位组成雪蜡联合攻关团队 , 共同承担省科技厅支持的“高性能雪板减阻蜡成套技术及产业化”项目 , 启动了国内首款高性能雪蜡的产业化研发工作 。吴杨成为该项目研究团队的核心成员 。
查文献、看资料 , 吴杨才知道 , 雪蜡是一种专用于滑雪板板底的特殊蜡质 , 可以起到保护滑雪板底、改善滑雪板与雪面之间的润滑性和提升滑行速度的作用 。高手对决 , 毫厘之间 , 雪蜡是专业滑雪运动的“标配” 。
长期以来 , 雪蜡的研究、生产和测试多集中在北欧、北美等冰雪运动强国 , 国内在该领域几乎是一片空白 。
吴杨找到国外一家号称“支持了全球70%的冰雪运动世界冠军”的户外运动品牌 , 打开企业官网一看 , 傻眼了:人家的雪蜡产品种类繁多 , 无氟的、低氟的、全氟的、固体的、粉末的、液体的 , 几大系列加起来 , 竟有200多种!
一番研究后 , 吴杨才搞明白:小小的雪蜡 , 使用起来却是一门大学问——雪的温度、湿度不同 , 使用的雪蜡不同;人造雪和自然雪、新雪和旧雪 , 使用的雪蜡不同;滑雪板要打底层、中层、表层至少3层蜡 , 每一层使用的雪蜡不同;滑雪板上的不同区域 , 使用的雪蜡也不相同……无数的“排列组合”从吴杨眼前飘过 , 他知道自己将面临巨大的挑战 。
“我们长期研究润滑材料 , 很容易就能搞清楚雪蜡的基本组成 。难点在于雪蜡组成、性质、雪上摩擦系数与雪面之间的对应关系;也就是选用什么样的基础蜡、润滑添加剂 , 按照怎样的比例加以调配 , 才能得出适应不同应用场景的雪蜡 。”吴杨说 。
此外 , 国外高性能雪蜡通常都是全氟或含氟雪蜡 , 虽然具有优异的拒水性和较低的雪上摩擦系数 , 能够帮助运动员提供更快的滑行速度 , 但是含氟化合物是一种容易在环境中积累的危险化学物质 。而国产雪蜡的研发 , 一开始就明确了“不含氟”的目标 。这就意味着 , 吴杨团队必须找到全新的雪蜡配方 , 既要环保绿色 , 又要性能卓越 。
时间紧 , 任务重 , 吴杨带着一帮“95后”年轻人 , 一头扎进实验室 , 没日没夜加班加点 , 展开了配方筛选 。“这种过程其实挺枯燥、挺煎熬的 , 有的学生都掉眼泪了 , 担心做不出成果 , 发不了论文 , 毕不了业 , 我看着也很心疼 。”吴杨说 。
没有冰雪摩擦实验专用装备 , 吴杨就带着团队对现有实验设备自行改装;缺乏长期雪上实验环境 , 实验室就专门购置了一台大冷柜 , 趁着冬季下雪时存下满满一柜雪……凭借扎实的研究功底 , 历经两个多月的反复试错 , 研究团队终于完成配方初选 。