北京2022年冬奥会开幕短短几天，各国运动员的“沉浸式打卡”火了。
通过这些运动员们的镜头，我们看到了冬奥村里床垫形状可随遥控变化的智能床、餐厅中可24小时待命的机器人“大厨”、穿上能够自发热的“冰雪袜”……无论哪一项，单拎出来都得夸一句：科技含量过高！
不过，要说这当中最“真人不露相”的，还得看此次冬奥会的那把火炬“飞扬”——别被它造型飘逸的外表“骗”了，这里面的“黑科技”，绝对称得上“硬核”！
当你拿起“飞扬”
初见火炬“飞扬”，很难不被它飘逸潇洒的造型吸引——丝带般飘舞的外形旋转上升，在顶端呈现出飞扬的火焰形状；亮银色的外壳自下而上是祥云纹样，而后过渡到剪纸风格的雪花图案……但当你实际接触到火炬“飞扬”，就会发现，这看似“金属感”十足的外壳并不重，哪怕在0℃以下的室外，触手也不会觉得冰凉。
火炬“飞扬”之所以会有这样的特点，恰恰和它外壳上所采用的“黑科技”有关。
据说，火炬“飞扬”的外壳所用的并非普通金属材料。它是由一种高性能碳纤维复合材料立体编织而成。
用这种技术打造的外壳，其重量与同体积的铝合金相比不但轻了20%，还具有高强度、耐腐蚀、耐高温、耐摩擦、耐紫外线辐射等特点。
它不但实现了火炬外壳在高于800℃的氢气燃烧环境中正常使用，还破解了火炬外壳在1000℃高温制备过程中气泡、开裂等难题。
正是基于这些，才有了我们现在所看到的火炬“飞扬”。
打造这把“飞扬”不容易
火炬“飞扬”虽好，但想做出这么一把火炬，起初，可是个老大难的问题。
“飞扬”的整体造型确定后，外壳打造的任务就交给了上海石化先进材料创新研究院（简称：创新研究院）。
按照设计方案，“飞扬”的整体外壳采用碳纤维材料。因为火炬的燃烧口被设计在内壳和外壳之间，这就要求碳纤维外壳必须经受住800℃以上的高温。可当时，市面上一般的树脂和碳纤维复合材料能经受的最高温度也只有200℃。找到耐高温的外壳材料，就成了当务之急。
碳纤维复合材料概念图
一开始，创新研究院团队首先找到清华大学一位研究陶瓷材料的教授，想试试看能不能火炬外壳表面涂上耐高温的陶瓷。可是经过几次论证，大家都觉得，这样做出的外壳不但不能保证万无一失，外观上也不好看。最好还是能直接找到符合要求的材料。
好在功夫不负有心人，江苏省镇江市金山区还真有这么一家企业。
他们用5年的时间研发出了第3代聚硅氮烷树脂。这种材料属于有机和无机相结合的复合材料，最高能经受住1200℃的高温。用来做火炬外壳，再合适不过。
可是，当2020年10月，创新研究院团队带着第一批“飞扬”到北京接受验收时，却没想到原本的“万无一失”却出了岔子。
团队给“飞扬”点火后，1分钟不到，火炬上就出现了两个火焰点，外壳上还蹿起了小火苗，并且出现了起泡、开裂的现象……场面的尴尬程度，可想而知。
从北京回来后，团队马上对“飞扬”火炬做了一系列综合分析，最后判断是外壳烧制过程中，成型温度不到位产生热胀冷缩，才引出了这场“笑话”。
他们把烧制时间由原来的半天延长至1天，加长了升温、冷却时间，这才顺利做出了符合要求的“飞扬”火炬。
当然，在这把“飞扬”火炬上，“黑科技”绝不仅仅只有外壳。
比方说，这次“飞扬”的燃料，直接选用了环保、无污染的氢气。为了确保火焰燃烧稳定、安全对高压氢气减压，研究团队在专门研究出一款可以嵌在火炬内部的氢气减压装置，保证火炬在100公里/小时的风速状态下都能稳定燃烧。
与此同时，为了满足媒体拍摄需求，研究团队还研制出一种可以调节氢气火焰颜色的配方，让原本日光下不可见的氢气火焰，在白天也能拍得好看。
冬奥会火炬手李佳军
如今，科技赋能体育，已经成为一种潮流。
这二者的强强联合，也势必会为观众们带来体育竞技与高科技的双重享受。
《我是科学人》纪录片由剑南春特约赞助。