紡織創(chuàng)新元素添彩開幕式

2月4日晚，一場美輪美奐的開幕式拉開了北京冬奧盛會的序幕。很多國內(nèi)外媒體、觀眾在觀看完開幕式后，對暖場節(jié)目的兒童舞蹈、孩子們合唱奧林匹克會歌以及冬奧會的火炬點火方式都表示了無比的贊嘆與喜愛。其實隨著科技的進步，奧運會不僅是一場體育的盛宴，還是一次科技與人文的“融合秀”。紡織科技也結(jié)合中國特色，向世界展示了中國式的浪漫。

火炬“飛揚”經(jīng)受冰火雙重考驗

旋轉(zhuǎn)上升，猶如絲帶舞動飄逸，化作頂端的熊熊火焰……作為歷屆奧運會中備受關注的元素之一，此次冬奧火炬“飛揚”一經(jīng)亮相就吸睛無數(shù)，它小小的身體里蘊含著滿滿的“黑”科技。

冬奧會上使用的火炬，外殼不僅要耐火抗高溫，還要能在極寒天氣中使用，如何承受“冰與火”的雙重考驗？奧秘就藏在一種新型材料里：碳纖維 。

碳纖維輕且牢固，特別是冬季火炬?zhèn)鬟f的時候天氣很冷，傳統(tǒng)金屬材料手感不好，碳纖維復合材料可以有效解決觸感冰涼問題。碳纖維的質(zhì)量只有鋼的1/4左右，但是強度是鋼的7～9倍。

中國石化上海石化與核八所一起攻關，引入高性能樹脂、與碳纖維一起做成碳纖維復合材料，最后通過工藝調(diào)整，把火炬上半段燃燒端在1000℃以上高溫中進行陶瓷化，有效解決了在高溫制備過程中火炬外殼起泡、開裂等難題，達到了既能夠耐溫又能夠耐火的要求，實現(xiàn)了燃燒溫度＞800℃氫氣燃燒環(huán)境下的正常使用。

火炬主要分為三個部分：外飄帶、內(nèi)飄帶和氫氣燃燒裝置。東華大學孫以澤團隊作為火炬重要部分外飄帶（外殼）的關鍵制造技術提供方，揭開了“小”火炬背后蘊藏的“大”學問。

火炬“飛揚”的外飄帶造型非常特殊，是一個高維曲面體，對于工程化制造來說是一種極其復雜的異性結(jié)構件。要完成數(shù)字化制造、工業(yè)化生產(chǎn)，并且用高科技碳纖維復合材料編織成型，首先要突破的第一道難關就是數(shù)學建模，只有數(shù)學建模才能高精度地還原和復現(xiàn)“飛揚”造型，使自動化數(shù)字制造成為可能。為了打好“地基”，孫以澤率領團隊數(shù)次北上，與中央美院的火炬外形設計師團隊、冬奧組委相關工作人員等反復探討、修改、打磨，最終用多維曲面擬合智能算法完成數(shù)學建模。

為了讓碳纖維復合材料在編織過程中“乖乖聽話”，同時在工業(yè)生產(chǎn)中立體還原外飄帶柔美飄逸的感覺，孫以澤帶領團隊研究控制算法、奇妙機構、變軌技術等，從理論推導到實驗驗證再到生產(chǎn)實踐，反復調(diào)試，發(fā)明了“偏心”編織的方法，解決了大曲率、變密度編織難題；原創(chuàng)了雙機器人協(xié)同夾持芯?？刂扑惴ǎＷC大尺寸異形結(jié)構件編織在復雜受力狀態(tài)下的動力學性能最優(yōu)；研發(fā)了單紗張力全流程數(shù)字化調(diào)控技術，實現(xiàn)了恒張力精確編織；研發(fā)了高維曲面自動打磨的技能作業(yè)機器人系統(tǒng)。實現(xiàn)了火炬外飄帶的三維自動化立體編織和自動化打磨，項目技術不僅填補了國內(nèi)空白，在國際上也處于領先地位。最終，孫以澤團隊讓火炬“活”了起來，真正呈現(xiàn)出了最好的“飛揚”狀態(tài)。

除了內(nèi)外飄帶，冬奧火炬的燃燒裝置也大有乾坤！它解決了火焰顏色與穩(wěn)定性、高壓儲氫、氫能安全利用等多項技術難題。做到了安全可靠性高，可抗風10級，可在極寒天氣中使用，減壓比高達幾百倍的同時，兼顧了輕量化、小型化的要求。

特種“保密網(wǎng)”讓圣火懸念留到最后

北京冬奧開幕式是雪花和冰的故事，火炬和點火儀式也貫穿了這一主題。開幕式最后，寫有國家和地區(qū)名字的雪花構建成一朵巨大的雪花，成為奧運史上首個含所有參賽國家和地區(qū)名字的火炬臺。令人意外的是，點火儀式并沒有“點”的過程，也沒有想象之中盛大的火焰，火炬屹立在大雪花中間，微火的火炬?zhèn)鬟f了低碳環(huán)保的理念。

據(jù)介紹，2022北京冬奧會和冬殘奧會，中國航天科技集團參與承擔了開閉幕式的技術支撐，包括火炬的設計和展現(xiàn)形式。特種偽裝網(wǎng)用于保密“奧運火炬項目”試驗過程中的關鍵部件，在試驗和演練過程中起著至關重要的作用。研制特種偽裝網(wǎng)的這一重要任務交給了來自青島海麗雅集團有限公司，全面負責偽裝網(wǎng)的設計，以及安裝和演練過程中偽裝網(wǎng)姿態(tài)效果的保障工作。

為了把火炬的神秘感保留到最后一刻，點火儀式的演練選擇在深夜進行，海麗雅研發(fā)團隊設計了三張總面積近2800平方米的特種偽裝網(wǎng)，從三個方向把點火儀式圍住。

“針對面積如此之大的偽裝網(wǎng)，為了能夠很好的偽裝遮蔽火炬形狀，需要偽裝網(wǎng)透光率要小，但是還要有足夠的透氣率，否則如此龐大的偽裝網(wǎng)立在空中將無法掛載、控制，特別是有大風的時候，偽裝網(wǎng)會像船帆一樣鼓起刮破?！焙｛愌偶瘓F技術中心有限公司技術中心相關負責人介紹，對于偽裝網(wǎng)來說，透風和遮光本身就是矛盾的。

針對遮光性，研發(fā)團隊從材質(zhì)和網(wǎng)眼密度上著手改進；針對透風性，研發(fā)團隊為特種防護網(wǎng)“穿”上了航天專用特種繩索，這種高性能超纖繩纜重量輕，但是強度比鋼纜還要大，同時兼顧了“細、輕、延伸率小”的特性，研發(fā)人員從橫豎兩個方向，在偽裝網(wǎng)的基礎上增加了近3000米的特種繩，相當于給整個網(wǎng)增加了骨架。

耗時兩個月,前后修改將近10版。2021年11月，海麗雅終于為點火儀式安裝了兼具透風、遮光性，又可抵抗10級大風，易于掛載和控制的“保密網(wǎng)”，成功保障演練過程中不會泄露火炬的形貌。

《立春》詮釋科技感材料與國風美學

綠色是本次冬奧會開幕式舞臺的核心色彩，開場演出《立春》象征由衰轉(zhuǎn)榮的萬物萌發(fā)之際，不僅代表國運常青，更意在向全球觀眾展示中國對于可持續(xù)發(fā)展的責任感與使命感。舉桿員方陣身著綠色工裝制服，緞面漸變的面料在舞臺襯托下宛如大地上鮮艷茂盛的植物發(fā)芽生長。時而呈現(xiàn)出春芽蓬勃生長的形態(tài)，時而像是春日里的蒲公英，散落在中國大地。

開幕式開場演出——《立春》。

參與本次冬奧會開場演出的450名舉桿員身著綠色工裝制服充分展示了科技創(chuàng)新，布料選用高支高密的緞面材質(zhì)，充滿彈力卻無氨綸纖維，保證表演者的動作伸縮自如，在運動中不易產(chǎn)生褶皺并保持挺括穩(wěn)定的性能。

這款布料使用了特殊定制紗線，厚實高密的緞紋織造肌理，保證了表演者在冬季戶外表演時既保暖又透氣輕盈。選用舒適光滑的彈性纖維，呈現(xiàn)面料柔軟、細膩的效果。這款材料既能自身散發(fā)出光感，同時能將鳥巢內(nèi)的聚光燈效果吸納并反射出新的光彩。

同樣閃耀的還有表演者手中的發(fā)光桿，發(fā)光桿采用了碳纖維復合材料，具有重量輕、強度高、操控性強的特點。桿長9.5米，首端直徑3.8厘米，末端直徑1.8厘米，重量1.85千克。碳纖維復合材料的使用，不僅讓這根看似普通的桿科技感滿滿，還使其充滿了剛?cè)岵闹袊缹W。

這款材料既能自身散發(fā)出光感，同時能將鳥巢內(nèi)的聚光燈效果吸納并反射出新的光彩

執(zhí)旗手制服既能防風雨又能導濕保暖

舉旗表演時鳥巢極其寒冷，執(zhí)旗手的衣服需要兼具保暖與運動靈活度。該款服裝采用環(huán)保再生的科技仿生棉面料，覆上高防水透濕的熱熔膠膜，高密強韌的牛津編織風格，觸摸外部時棉感溫潤并防風防雨，內(nèi)部具有單向?qū)衽藕沟膬?yōu)秀功能。此外，這款材質(zhì)應用定位印花工藝，呈現(xiàn)色澤鮮亮的印花效果。服裝制作上使用羽絨材質(zhì)制作運動套裝，版型挺括干練，該款戶外面料品類功能上兼具保暖與運動靈活度，整體造型挺拔精神，展現(xiàn)執(zhí)旗手朝氣蓬勃，神采飛揚的精神面貌。

非遺剪紙元素演繹“冰雪、和平、未來”

秉承總導演張藝謀關于“放飛和平鴿”的核心理念：“冰雪、和平、未來”，中國十佳服裝設計師、冬奧設計師丁潔用服裝場景化輔以靈動的細節(jié)描述，用設計繪制出一副兒童在冰天雪地里面體驗冬奧運動項目的神奇畫面。在主唱兒童服裝設計中，設計師丁潔將《蔚縣剪紙》的地域及圖案特色維妙維肖的點綴在這一副美妙絕倫的冬奧滑雪畫面中。

設計靈感來源于河北非遺的《蔚縣剪紙》，設計師借助虎頭帽和年年有魚的剪紙元素，將鯉魚躍龍門的排列方式打破再組，將魚兒巧妙的融入到萌動可愛老虎圖案中。其圖案在肩部、胸前與褲腳跳躍分布，圖案工藝則利用帶有民族特色的毛巾繡，淳樸自然加以3D立體呈現(xiàn)還原了一個幸福的中國年。服裝整體造型中在胸前額間、如意圖案上點綴有中國結(jié)編織的雪花，寓意著問候與祝福撒向冬奧的競技賽場上。

冬奧會主題曲舞蹈“放飛和平鴿”里的155位來自愛樂團主唱兒童的服裝也由丁潔設計。為體現(xiàn)冬天冰雪晶瑩剔透的質(zhì)感，設計師從搜集而來的上百塊羽絨服面料中，遴選出一塊能自帶冰雪質(zhì)感又與她的設計靈感匹配的面料，通過反復實驗和長達幾個月的工藝實驗，最終與工廠實現(xiàn)了技術突破與面料工藝創(chuàng)新，解決了傳統(tǒng)印花工藝中無法逾越的技術難題，以此實現(xiàn)了一種新型印花工藝。