2月2日至4日，北京冬奧火炬接力活動将在北京、延慶、張家口三個賽區舉辦，屆時将有約1200名火炬手手持火炬參與傳遞。取名“飛揚”的冬奧火炬，外形如絲帶飛揚飄舞，外殼顔色呈銀紅漸變。
火炬“飛揚”藏有哪些黑科技？近日，南都記者走近承擔冬奧火炬研發生産任務的中國石化上海石化火炬研發生産團隊，揭開火炬量産的神秘面紗。
研發團隊告訴南都記者，“飛揚”火炬是碳纖維氫能火炬，重量約為1.5千克。與以往的冬奧火炬相比，“飛揚”火炬的材料和燃料都使用目前最熱門的科技元素，充分展現科技冬奧和綠色辦奧理念。
北京冬奧火炬。新華社發
新材料：使用碳纖維制作火炬外殼系世界首次
如果将冬奧火炬外殼比作“鋼筋混凝土”，碳纖維是“鋼筋”，樹脂則是“混凝土”。
碳纖維是直徑約為5-10微米的纖維，主要由碳原子組成。碳纖維有哪些優點？它的相對密度不到鋼的1/4，抗拉強度卻是鋼的7-9倍，具有高剛度、高抗拉強度、低重量、高耐化學性、耐高溫和低熱膨脹等特性，這些特性使其在航空航天、軌道交通和賽車運動中非常受歡迎。據了解，除中國外，目前全世界隻有日本、美國等少數發達國家掌握碳纖維技術，這也是世界上首次将碳纖維材料用于奧運火炬外殼制作。
在中國石化上海石化碳纖維裝置現場，碳纖維經過數道工序完成生産後，被打包運往位于江蘇淮安的雲路複材公司，在那裡，專為冬奧火炬研制的三維立體編織機，将碳纖維像織毛衣一樣編織成火炬外殼形狀，再送至上海中核八所放入模具澆注樹脂固化成型。
“以往的奧運火炬一般是用金屬材料做的”，上海石化副總經理、火炬量産項目上司小組副組長黃翔宇介紹，前不久閉幕的東京奧運會的火炬主要材質為鋁材，相比同體積的鋁合金，碳纖維複合材料重量輕30%左右。此外，碳纖維複合材料不易熱脹冷縮，尺寸穩定性好，優于金屬材料，有利于後期組裝。
黃翔宇說，由于冬奧會火炬戶外傳遞時氣溫較低，與金屬材料相比，碳纖維複合材料不會冰冷粘手，使用觸感更好。
黃翔宇接受央視采訪，介紹冬奧火炬材質。央視截圖
新能源：采用氫氣燃料實作“零排放”
2008年北京奧運會的火炬燃料是丙烷，13年後，2022年北京冬奧會的火炬燃料采用了當下最熱門的新能源——氫氣。南都記者從研發團隊了解到，氫氣取自于水，燃燒後又變成水，能夠實作零碳排放。
雖然氫氣綠色環保，但把足量的氫氣儲存在手持火炬中，不是一件容易的事。
“氫氣瓶大家都能做，但是做這麼小的氫氣瓶，還要堅持較長時間，是有難度的。”黃翔宇介紹，氫氣密度非常低，由于手持火炬體型小，限制了氫氣瓶的體積，為儲存足量的氫氣，研發團隊用42MPa的高壓将12克氫氣壓縮進氫氣瓶，随後将氫氣瓶放入火炬。
解決了氫氣的儲存問題後，如何實作氫氣的安全減壓和穩定供給，又是擺在研發團隊面前的一道難題。
黃翔宇介紹，完成充氣後，氫氣瓶的内部壓力相當于420個大氣壓，高壓氫氣在使用時還需迅速轉為标準大氣壓，如果高壓氫氣減壓過猛，極易發生爆炸等意外事故，是以氫氣瓶必須要具備很高的安全性。對此，航天科技技術團隊研制出了高精度的減壓閥，氫氣在使用時能夠安全減壓和穩定供給。另外，研發團隊在氫氣瓶鋁合金内膽上纏繞了一層碳纖維，使氫氣瓶更堅固、更安全。
采用氫氣做火炬燃料還需解決火焰顯色度的問題。氫氣燃燒時的火焰在日光下不明顯，研發團隊為此還給火焰“染了色”。
“正常氫氣燃燒時火焰呈淡藍色，在日光下接近透明。為了使觀衆能看清火焰，讓火焰有較高顯色度，我們在火炬上塗了具有顯色功能的鈉鹽，鈉鹽被火焰灼燒時會發生焰色反應，使火焰變為鮮豔明亮的金黃色。”黃翔宇說。
南都見習記者 丁境炫 實習生 趙姬 發自北京
【來源：南方都市報】