在热闹非凡的巴黎赛场上,你是否好奇过跑道下的秘密?跑道是由何种新材料构成?体操比赛的垫子又是什么材质的呢?跑步运动员脚下的鞋,是否有什么特殊的材料能助其取得更好的成绩?
在重庆科技馆的一场中,巴斯夫企业事务部的讲师茅昱向我们揭开了这一系列谜团。他解释说:“所谓的单体,其实就是指气体或液体等拥有微小分子的物质。这些单体就像拥有‘一只手’或‘几只手’的个体,它们能够与其他单体结合。”
“当这些分子聚合起来时,它们会形成有形状的聚合物,此时就不再容易被。” 茅昱指出,“通过化学方法可以将聚合物解构成单体,从而制成具有弹性和无弹性的材料。而且,通过重新组合,我们可以创造出全新的材料。”这一讲解为化学聚合物的回收再利用提供了可能性。
在名为“会新材料探秘”的科普中,茅昱详细介绍了聚氨酯这一高分子聚合物在会中的应用。聚氨酯,全名聚氨基甲酸酯,以其独特的性质在体育赛场上得到了广泛应用。
赛场上的广泛应用
“如今大多数跑道都采用聚氨酯材料,因为它具有良好的弹性。在跑道表面铺设橡胶则是为了增强耐磨性。” 茅昱介绍道。
自1968年聚氨酯首次作为跑道材料应用于会场地以来,其卓越的抗冲击性能逐渐得到了认可。随后在1986年,聚氨酯开始进入足球领域,为运动员提供了更好的弹性和回弹性。不仅如此,瑜伽垫、轮胎乃至击剑运动员的头盔和滑雪镜的镜架都采用了聚氨酯材料。
“作为弹性材料,聚氨酯可以经过发泡处理形成微孔泡沫,根据需要可制成闭孔或开孔结构。” 茅昱解释道,“闭孔聚氨酯硬泡具有轻质、高硬、保温、防水的特性,因此常用于跑鞋的鞋底;而开孔聚氨酯软泡则具有柔软、吸音、吸能、轻质的特点,常被用作运动员的缓冲垫。”值得一提的是,如今聚氨酯合成革已经逐渐取代了牛皮成为制作足球的材料。
可回收的弹性材料之美
“相较于耐磨性这一方面,聚氨酯合成革在其他指标上已经超越了天然皮革。” 茅昱表示,“由于聚氨酯既强韧又富有弹性,即使足球用其制成并损坏了,也可以全程参与到回收链条中,重新被塑形为其他有用的物品。”
如今,聚氨酯复合材料已经取代铝材被用于光伏材料的框架以及风电叶片的制造。在采用聚氨酯之前,人们无法生产大尺寸的风机叶片。而现在,使用轻质材料聚氨酯,风机叶片不仅可以实现更长的尺寸,还可以变得更轻。