从比赛场馆到衣食住行,解析“无废”亚运会背后的材料科技

化工材料一家人 2023-10-08
2942 字丨阅读本文需 7 分钟

2023年9月23日,第19届亚运会在万众期待中盛大开幕!

除了正在进行的精彩赛事,多个“首创”的标签让本届亚运会更加看点十足:首创“1+6”一体化数字办赛服务平台、首条5G-Advanced万兆网络走进现实、首个移动支付互联的亚运会、 史上首届提出智能办赛理念的亚运会、史上首届“云上亚运”、打造了亚运史上首个数字点火仪式……不仅如此,在我国“双碳”目标背景下,本届亚运会围绕“无废”、“绿色”、“低碳”做足了准备。

新材料助力场馆绿色建设

在改建或临建场馆中,亚组委推行装配式建筑与可循环、可再生材料,物资回收利用率不低于50%,固体废物100%可安全无害化处理。在12个新建场馆中,亚组委主张在设计施工中优先使用新材料,注重场馆的可持续发展、循环利用,新材料撑起了场馆的绿色建设。

墙面:ALC隔墙板

在场馆设计中,大面积采用可循环、方便拆除的装配式材料,多个亚运场馆的内墙分隔和办公区域的隔墙采用节能墙体材料——ALC板材。

ALC板材,又叫蒸压轻质混凝土,是经过高压蒸汽养护而成,通过国家绿色认证的新型环保建材。我国ALC板材市场规模在2020-2023年间持续增长,预计2023年将超过3000亿元。

ALC板材的重量仅为传统材料的三分之一,有效减轻墙体结构自重,高强耐用。ALC板材的干导热系数低,具有良好的隔热、保温性能,能提高室内保温节能效果,降低室内能耗。在安全性方面,ALC板材的原料和成品均为无机材料,且本身是A1级不然材料,在生产和使用中不产生有毒气体。

地面:石墨烯纳米防滑涂层

运动员参赛期间,场馆的地面安全至关重要。亚组委采用了石墨烯纳米防滑涂层来增加地面的防滑性。

石墨烯是一种由单层碳原子以蜂窝状排列构成的二维碳材料,具有优异的机械强度和阻隔性,被广泛应用于新能源、涂料、化工新材料、电子信息等产业。石墨烯纳米防滑涂层是将石墨烯纳米材料与聚合物基材混合制成的防滑保护膜,以减少运动员摔倒的风险。

早在2015年国务院发布《中国制造2025》,提出高度关注颠覆性新材料对传统材料的影响,做到超导材料、纳米材料、石墨烯、生物基材料等战略前沿材料提前布局和研制。近年来,我国石墨烯产业规模逐年提高,据统计2016年我国石墨烯材料市场规模为9560万元,直至2022年,我国石墨烯材料市场规模增长至71225万元。

体育器材:碳纤维复合材料

体育器材方面,杭州亚运会官方供应商泰山体育为本次亚运会提供运用高端新材料制作的体育器材。

泰山体育董事长卞青峰在采访时介绍,“本次提供的竞赛自行车,整体车架采用高模量碳纤维,使车架整体强度得到了大大提升。”同时,本次亚运会泰山体育还为我们带来了全球首创且通过国际认证的全新升级碳纤维复合材料体操器材。“泰山体育将复合材料延伸到竞技器材强度升级、轻便更灵活、安全更放心,实现体操器材的全碳化,提高器械质量及安全性能的同时有效提升运动员比赛成绩。”卞青峰说。

体育器材加入碳纤维复合材料,具有轻质、高比强度和高比模量、耐磨损、安全性能好、阻尼性能好等特点,除了自行车和体操器材,高尔夫球杆、网球拍、弓箭等运动器材中均有应用。

国内碳纤维消费占比前三的领域分别是风电叶片、体育休闲和航空航天。2023年上半年中国碳纤维产量在27180吨,较2022 年上半年产量增加了5394吨,涨幅24.76%,预计2023 年12 月底中国碳纤维行业年产能将达到13.59 万吨,产能增速达到52.3%。

场馆外壁有了自净能力

位于绍兴市越城区,俯瞰绍兴棒(垒)球体育文化中心,可见巨大的白色罩棚如交叉相叠的羽翼荫蔽场馆。从地面视角望去,独特的造型和配色使其看起来又像飘浮在场馆上方。

“这一罩棚被称为‘云之翼’,面积达2.1万平方米。罩棚底面覆盖曲面白色穿孔铝板,光线能透过罩棚照射进场馆。”绍兴棒(垒)球体育文化中心运行团队工作人员介绍,鸟类羽毛上有防水防污的油脂,一定程度上能保持洁净。与之相似,“云之翼”也有保护涂层,顶部覆盖了带二氧化钛涂层的PTFE膜。

去年,浙江和谐光催化科技有限公司在杭州奥体中心体育场(大莲花)、杭州奥体中心网球中心(小莲花)、绍兴棒(垒)球体育文化中心三座亚运场馆的屋面、外立面幕墙等部位进行光催化自洁喷涂施工,从而形成纳米级二氧化钛光催化保护薄膜,保持场馆历久弥新,减少维护成本。

二氧化钛利用自然光即可催化分解细菌和污染物,具有高催化活性、化学稳定性良好等特点,广泛应用于化妆品、抗菌除污和催化体系等。此次应用于三座亚运场馆的纳米级二氧化钛光催化保护薄膜,在太阳光的照射下能够快速分解建筑表面的污染物和有害物质。下雨时,被分解的污染物可随着雨水被冲刷掉,从而保持建筑外墙的色泽,达到自洁的效果。

浙江和谐光催化科技有限公司董事长陈纳新说,国际大型赛事场馆超大面积应用光催化材料,这在国际上还是首次。这种材料今后还可以嫁接到绿色交通、玻璃幕墙、光伏发电等产业中去。

滑板项目比赛场馆:铝镁锰合金材料

钱塘轮滑中心为亚运会轮滑、滑板项目比赛场馆及训练场馆,位于杭州市钱塘区杭州东部湾体育公园内,由滑板公园和轮滑馆两部分组成,是亚洲第一个集滑板、轮滑为一体的综合性轮滑中心。杭州亚运会期间,这里将产生16枚金牌。

“6”融合叠加,像一个“旋风陀螺”,它的配置也很“6”,赛道依据国际轮滑协会最新的200×7米标准速度轮滑赛道设计,是国内首个建有双曲面轮滑赛道的室内比赛场馆。

整个场馆的顶是纯钢架结构,上盖的材料是铝镁锰合金材料。场馆周围护板采用聚碳酸酯材料,聚碳酸酯材料又轻又软,有弹性,能很好地保证运动员的安全。LED灯,整个角度都是比较参差的,能保障运动员在赛场上看清赛道上的每一个点,也让观众能够尽情地享受比赛。

亚运期间,这里将举办标准速度轮滑、花样轮滑、双人舞蹈自由滑等比赛,共有14个国家的运动健儿将在此处争夺12枚金牌。

吃住用品用上代塑材质

当前,塑料污染问题已成为仅次于气候变化的全球第二大环境焦点问题,给全球可持续发展带来极大挑战,开发使用安全、环保的代塑产品势在必行。以杭州亚运会为展示窗口,一批日常生活用品传递出低碳环保理念。

竹子作为绿色、低碳、速生、可再生、可降解的生物质材料,在包装、建材等多个领域可直接替代部分不可生物降解的塑料制品。由安吉企业浙江峰晖竹木制品有限公司生产制造的300套竹餐具(包含竹制的盘子、刀叉勺、竹签等),被用于亚运村餐饮中心部分场景。

湖州安吉作为“绿水青山就是金山银山”理念诞生地,是著名的“中国竹乡”,近年来积极推广“以竹代塑”,从源头减少塑料使用、减轻塑料污染。

同样是面向餐饮场景,宁波家联科技(17.280, 0.17, 0.99%)股份有限公司为杭州亚运会提供全降解材料生产加工而成的“低碳套餐”,包含了中西方用餐习惯中需要的餐盘、吸管、刀叉勺等15款餐具。

据介绍,该公司就聚乳酸的耐热性、耐久性进行技术改良,保持聚乳酸生物降解特性的同时,保证其餐具制品在开水、运输和储存过程中不变形,适应微波加热和高温消毒的使用需求。

“这批产品按材质可分为两类,刀叉勺主要是聚乳酸;容器类取材于甘蔗渣,即植物纤维。”家联科技营销总监田晓锋说,这些餐具在使用后可按“其他垃圾”处理,其中刀叉勺类若按工业堆肥方式处理,3到6月即可降解。

此外,杭州亚运村推行绿色住宿、倡导节俭餐饮、推行无纸办赛、推广可再生材料。以住宿为例,运动员房间的漱口杯、衣架均是麦秸秆材质。

根据今年2月发布的《“无废亚运”提升行动方案》,亚运会期间,亚运村以人均餐厨垃圾产生量较同规模赛会减少20%以上,特许商品、场馆装饰品中可回收(再生)材料比例达到70%等要求为目标。

“大莲花”的彩色渐变座椅

这届亚运会共设有56个竞赛场馆,其中位于钱塘江畔的杭州奥体中心体育场,也就是大家耳熟能详的“大莲花”,是此次杭州亚运会开、闭幕式和田径项目比赛,以及杭州亚残运会开、闭幕式的场馆。除了其独特的莲花造型外观让人印象深刻,其场馆内的五色座椅,也是让人眼前一亮,过目难忘。座椅采用了渐变色彩,选用淡蓝、深蓝、紫色、红色和灰色5种颜色,由下到上相互穿插渐变,灵动炫目。

文章来源: 中国科技网,镁途,机器人的秘密探索

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