【冰雪盛宴,绽放山东“智造”之光】2月4日,农历正月初四,北京冬奥会正式开幕。一系列来自山东的科技元素融入场馆建设、运动训练、赛事保障、冰雪产业。这其中,有不少项自主创新的“首创”技术和应用,彰显着山东“智造”的智慧和力量,助力北京冬奥盛会凸显“科技范儿”。
科技“智造”——
多项“首创”技术亮相冬奥
  在北京冬奥会的冰雪竞技场上,中国设计、中国智造大显身手,其中“山东造”雪蜡车更是一颗闪亮的“星”。
  在冬奥会众多雪上项目中,运动员比赛和训练用的雪板需要打蜡保养,这对于加快雪板速度、提升运动成绩十分重要。冰雪运动发达的国家,基本都有自己的雪蜡车。而我国冰雪运动队在过去参赛时,大多是租用外国的车辆。
  山东制造的第一辆国产雪蜡车,填补了这一空白。这个延展面积达92.5平方米的“大块头”,集成了新一代信息技术、智能化装备和环保科技,是目前世界上单层厢体面积最大的雪蜡车,也是中国第一台自主研发、拥有完整知识产权的雪蜡车,申报包括21项发明专利在内的81项专利、24项技术突破。
  海尔空调为雪蜡车提供的健康空气解决方案,应用已有发明专利11项、申请专利6项,解决了低温热启动、安装环境狭窄、在低温环境下运动员随时上下车的过程中保持车内温度、湿度及新风的内循环等多个问题。
  在环保节能方面,“山东造”雪蜡车采用了氢燃料电池牵引头,全新定制开发了车载光伏发电系统。其中,作为氢燃料电池的核心部件之一,烟台东德实业有限公司研发的氢气循环泵,实现了全工况下高效率与大压升合理匹配。该循环泵首次开发了除水、破冰技术,还开发了双唇结构的油封、气封,避免了轴封泄漏。
  在冬奥会赛场,还有更多来自山东的“首创”技术。
  为了确保运动员的训练强度,国家体育总局在崇礼赛区建设了室内U槽场馆。深耕制冷技术的澳柯玛,首创国内全季候条件下即环温35℃以内实现造雪功能的技术和设备,为场馆提供造雪、制冷、除湿、新风等解决方案。
  不仅赛场需要低温,超低温冷疗也是一项让冬奥会运动员快速恢复的“黑科技”。澳柯玛成功研发并生产了移动冷疗设备、便携式深低温冷疗舱,让运动员在-80℃至-140℃的舱体内迅速恢复肌体功能,全方位为运动员保驾护航。
  冬奥会开赛之后,当更多的观众通过央视收看比赛盛况时,浪潮集团将以8K超高清核心技术产品助力重大赛事8K超高清节目的直播、时移、回看,同时,这也是海信自主研发的55英寸图像监视器大显身手的时刻。
  据了解,浪潮艰苦攻关,对软硬件参数进行上千次调优,最终突破8K超高清直播技术瓶颈,将向冬奥赛事提供8K超高清解码器和超高清视频服务系统,全程支持冬奥赛场大屏、公共场所及重要场馆的赛事直播工作,满足观众线上观赛的需求。
  海信是国家“科技冬奥”研发计划的重要参与者。冬奥会赛事项目多具有速度快、观赏度高的特点,对节目转播的硬件设备提出很高要求。海信监视器凭借极具竞争力的性能指标在央视冬奥会转播车项目中脱颖而出成功中标。
  为做好北京冬奥会备战工作,山东启动实施了重大科技创新工程科技冬奥项目,防切割滑冰服(即防切割短道速滑运动服)便是其中一项。作为全国手套生产的领军企业,山东建华中兴手套股份有限公司成立创新团队,专门研发了一种轻薄的防切割复合材料:超高分子聚乙烯和氨纶混纺材料,可以制造防切割滑冰服。
  “运用这种技术打造的防切割短道速滑服与国际一流冰雪运动装备丝毫不差,成本却降到了对方的一半以下。”山东建华中兴手套股份有限公司董事长陈建华说。
“智慧”设备——
数字化赋能让“压雪”更精准
  随着冬奥会开幕,各项比赛也已相继展开。其中,云顶滑雪公园将举办U型场地技巧、坡面障碍技巧、雪上技巧等项目比赛,来自世界各地的运动员将在这里的6条赛道上展开精彩角逐。
  在长达10多天的比赛里,如何确保竞技赛道统一标准,让每个运动员高水平稳定发挥?这是一个很艰巨的任务。青岛海克斯康测量系统研发的徕卡3D压雪车引导系统直面这一棘手的难题。
  “我们将比赛场地的原始地形数据及赛道的设计模型导入控制面板,完成压雪车机械尺寸校准后,借助于‘北斗’等卫星导航技术,通过三维空间信息数据收集,实现自动测量压雪车履带及推铲下的雪厚度,特别是在U型场地等滑雪公园和雪道的建设维护作业上更简单、更精确、更高效。”海克斯康测量系统HCMC部经理刘鹏说,该系统的“加持”,为压雪车的机械化工作进行了数字化的赋能,操作员只需根据显示器上的提示来调整铲刀,就能完成赛道的精确塑形。
  刘鹏说,徕卡3D压雪车引导系统已经为全球成百上千的滑雪场用户提供了服务,而此次助力北京冬奥会,是该系统在国内的“首秀”。
  北京冬奥会和冬残奥会比赛将在相距较远的三大赛区举行,如何保障交通服务?为此,京张高铁每日将开行40对冬奥列车,在开、闭幕式期间还增开冬奥专列。
  在冬奥会基础配套工程京张高铁施工中,总部位于济南的中铁十四局BIM、可视化、大数据、移动互联网等一批高科技和新技术得到普遍应用。而中车青岛四方车辆研究所有限公司为冬奥列车提供了旅客信息系统、车钩缓冲系统、撒砂装置和碳纤维司机台等多项核心系统装备。这些技术可以保障列车迎接天气挑战,甚至可以抵抗-40℃的低温。
  “坐在时速350公里的高铁上,抬头就能看到4K超高清电视直播,这是我们为京张高铁冬奥专列量身打造的。”中车青岛四方车辆研究所有限公司的工程师表示,世界首个高铁5G超高清奥运演播室的落地,正是得益于“山东造”智能化旅客信息系统的强力支撑。
  而在延庆赛区的国家高山滑雪中心,11条索道中有6条由来自泰安的泰建集团索道安装公司架设,它们承担起运送运动员和工作人员的重任。索道建在小海坨山深处,上下站垂直高差600米以上,最大坡度接近70度,无法全线修建施工道路。索道建设者克服山地运输困难,建设一系列专用货运索道,提前一年多完成任务,并一次性通过验收。
  “一场一策,一项一策”,北京冬奥会对于气象保障的要求在时间上精确到分钟级,在空间上精准到百米级。严苛要求的背后,是中国科技的自信。据青岛镭测创芯科技有限公司市场部经理王琪超介绍,公司将为赛场提供精准天气预报。
  同样,在北京冬奥会重点场馆国家高山滑雪中心、国家雪车雪橇中心、冰球馆以及冬奥会交通保障工程京张高铁各站点,随处可见北极星智能时钟的身影。这些时钟由烟台钟表研究所有限公司研发生产,不仅设计独特、美观大方,还蕴含着最尖端的时间科技,将为本届冬奥会提供重要的计时保障。
  与夏季奥运会不同,冬奥会对用血保障也有特殊要求。由于比赛场地普遍距离市中心血站较远,如何为冬奥会做好足量的用血保障,又不浪费现有血库的资源成为本次用血保障的重要课题。青岛海尔生物医疗股份有限公司将在青岛率先落地的城市血液网解决方案复制到冬奥会现场,用数字化支撑赛事用血保障,实现了血液分布式血库的建设,依托物联网制冷设备将分布式血库前移至赛场,备血全程在冷链环境下可追溯,最大限度保障用血安全。
“绿色”保障——
二氧化碳制冰使碳排放趋近于零
  1月22日上午10时许,满载消毒物资的运输车,从位于德州运河经济开发区的山东消博士消毒科技股份有限公司厂区内驶出,4个小时后抵达北京。
  消博士公司成立于2011年,专注高端消毒产品制造,是集研发、生产、销售、消毒服务于一体的专业化高新技术企业。“公司目前已研发高端消毒制品百余种,拥有自主知识产权67件。”公司副总经理蒋媛媛说,公司从众多同类竞标企业中脱颖而出,成功入选北京冬奥会卫生防疫物资供应商,主要供应手卫生消毒、物体表面消毒、低温消毒系列等3类消毒产品,每款产品都对标最高行业标准,满足冬奥场馆高寒特点和绿色环保要求,用高标准的消毒灭菌功效,为冬奥会助力。
  蒋媛媛说,针对冬奥会这种特殊的环境,此次供应的低温消毒剂,其最大特点是在-23℃到-40℃的环境下不结冰,并且能最大程度保证消毒效果。
  与此同时,齐河县齐鲁高新技术开发区山东威阳医疗器械科技有限公司厂区内,装载着防护眼镜、防护面屏的平板运输车正陆续驶出大门,专线运输至北京。
  威阳医疗器械成立于2007年,主要生产国家一类、二类医疗器械。2020年新冠疫情发生初期,企业负责人看到“抗疫”一线护士脸上的勒痕和红肿双眼后,对材料进行多次试验改良,最终研究出一种更适用于长时间佩戴的医用防护眼镜。近两年又不断进行改良,这小小的防护镜和面屏上已有5项国家实用新型专利。
  同样助力北京冬奥会防疫的还有来自淄博的新华医疗集团。凭借出众的产品质量,公司最终中标了冬奥会比赛场馆疫情物资免洗手消毒液6万余瓶和配套自动出液装置。“我们手消产品里的酒精达到了特级食用级别。”山东新华莎罗雅生物技术有限公司常务副总经理李鹏章介绍说。
  北京冬奥会和冬残奥会新建、改建了7座冰上场馆、共9块冰面。其中,5块冰面使用了二氧化碳(R744)跨临界直接制冷系统,这在冬奥会历史上尚属首次。其中,北京冬奥会主场馆国家速滑馆“冰丝带”的二氧化碳直冷制冰项目就是由青岛海尔开利冷冻设备有限公司负责提供解决方案的。采用二氧化碳跨临界直冷制冰技术,首要的优点就是环保。有关专家介绍,过去冬奥会制冰都是用氟利昂或氨等制冷剂,但氟利昂容易造成臭氧层破坏、地球暖化,氨具有易燃易爆的特性。而使用二氧化碳制冰,不仅使场馆碳排放趋近于零,还可以将场地冰面温差控制在0.5℃以内。
  助力绿色冬奥,冬奥会后勤保障客车,也有山东元素。2021年9月,服务冬奥会的中通氢燃料客车,通过了包括高压附件低温试验、底盘附件低温检查试验、低温冷启动试验、车辆加热性能试验在内的各项测试,可实现-35℃正常启动、运行,车内温度可保持在15℃。
  “我们分批出发,21名技术保障人员1月10日前全部到位。”首批出发的队员赵振杰介绍,此次参与冬奥会后勤保障的40辆中通12米新N系氢燃料电池客车,行驶路线主要是奥运村到崇礼南。“中通客车在低温冷启动、暖风效果等可靠性、舒适性方面都赢得了奥组委青睐。”
  作为北京冬奥会官方赞助商,青岛啤酒为冬奥会量身定制的“冬奥冰雪罐”,成为向大众普及冬奥项目的创新手段。“我们量身定制了二维码,能够快速追溯每一罐啤酒从麦芽到成品的全过程数据,从而确保了冬奥冰雪罐的金牌品质。还可以通过诊断系统,实时获取生产线的运行状态,工厂的能源消耗也在持续下降,耗电量下降了19%,耗水量下降了5%,把绿色环保的可持续发展理念融入到‘冬奥冰雪罐’的制造全过程中。”青岛啤酒厂包装部部长黄幸说。(大众日报)

【凯钧话趋势】开运春妆特辑
2022梦幻春妆已悄然粉嫩登场!各式柔美的眼彩、颊彩、唇彩、指彩应有尽有,犹如春神降临般挥动了仙女棒,巧妙妆点新年绝佳好气色,幸福迎接璀璨闪耀的美丽人生!

#SUQQU#
「わたしという色素(亦即我自己的色彩)」SUQQU 2022年的春天,着眼于原生持有的「色彩」,并且深入鑽研,打造出新颖之美的春彩系列。就像云雾裡的紫藤,孔雀羽毛的青绿,即便这些平时没能常联想到的色彩,也能于春季恣意融入肤色中,透出自然的柔美气质 ; 从内在导引出真实的自我,更将个性之美转化成缤纷好气色。

#晶采光润颊彩#
採用新技术「融合粉末处方」,赋予透明感和光泽感,不易泛白泛浊,实现高透明感。轻盈绵柔的极细緻质感,提供润泽的使用感受,发色均匀且具高服贴度,共设计出8款色彩。

#晶采盈緻眼彩盘#
拥有细腻粉质,讲究的色彩,其亲肤的色选能与各肤色融为一体,运用大人系的阴影感和光感,赋予当季的春漾氛围,流露优雅风自然样貌,加上透亮玩色的限定款式,为春日双眸增添绚丽的美眸色彩,系列共提供3种彩盘选择。

#晶采透雾唇膏#
极佳的亲肤色泽,属于质地清透的透雾型唇膏,春天推出独有的甜美色彩,具有独特薄膜质感,能发挥轻盈的舒适肤触。同时具有鲜丽的色泽并且不浊色,赋予双唇沉稳而高雅的雾光气度。

#晶采妍色指甲油#
透明感的色泽以及闪耀细腻的光芒,衬托出自然之美的大地色调和淡雅色调,且能隐约透出洁淨感的色泽,而季节限定三色更是从容展现出春日的脱俗氛围。

#THREE#
本季Spring Collection灵感来自「风」的印象,系列就像温柔微风轻拂般的细腻触感,顺势演绎出优美色彩与高规格质感的层次堆叠。而当风吹起时,必定具有撼动某些事物的能量,不论是谁都能以自己的力量带起个人风潮,只要深信不已,就可美丽动人。

#蜜光双采修容#
添加本身具有弹力,轻柔服贴于肌肤的弹润粉体。均匀延展于霜状颊彩的柔滑质地,粉状颊彩的柔焦效果,彻底发挥粉状质地的优点。实现长效持粧的密着度,感受不到毛孔与凹凸的完美粧感。并增加7种植物油,包含茶籽油、摩洛哥坚果油、荷荷巴油、月见草油、玫瑰果油、乳油木果脂与蜜蜡。

#魅光幻眸眼采盒ALLY#
基底以植物由来的保湿成分为主,滑顺质地无限延展。赋予双眸充足保湿,实现长效维持清新光灿。富含10种植物油脂及植物萃取精华,包括茶籽油、摩洛哥坚果油、荷荷巴油、月见草油、玫瑰果油、橄榄油、白芒花籽油、乳油木果脂、蜜蜡、山桑子叶萃取精华。当中共有4种色选且光泽与质感相异的眼影凝霜,用以实现零界线的渐层光灿美眸。

#魅光艺采睫毛膏#
一支即可提升睫毛的原生之美,除含有修护功效的莓果萃取精华外,亦添加10种植物油脂及萃取精华,像是莓果萃取精华、茶籽油、摩洛哥坚果油、荷荷巴油、月见草油、玫瑰果油、橄榄油、白芒花籽油、乳油木果脂及蜜蜡,用以守护娇贵的睫毛。具备长效捲翘、不晕染及防水之配方,终日都可维持洗练又精緻的粧感。06 BIRD FLIGHT 蕴藏红宝石珠光的森林苍绿,享受自由的悠然自得。

#魅光幻采润唇冻#
添加包含茶籽油、摩洛哥坚果油、荷荷巴油、月见草油、玫瑰果油、乳油木果脂、蜜蜡、汉荭鱼腥草等植物油脂与萃取精华,并添加具有表皮保护作用及调节肌肤作用的维他命等八种成分。如护唇膏般的保湿感,又具有唇蜜般澎弹的透明感,更有湿润温暖如东风般的水润感。其具被染唇膏特有的持色效果,还含有预防唇部乾燥及敏感的专属配方,任何时刻都能使唇部感到深刻幸福的润泽与气色。提供X01 SOFT SPOKEN 【限定】甜润魅惑印象的粉调LEVANT 、X02 CATCH THE WIND活力清新印象的橘调LEVANT之选择。

#RMK#
开春透过清新雅緻的色彩,来传达内心深层的细腻情感,在情感激昂释放的瞬间,也闪耀出带着炽热能量的美丽色彩!看似简单而平淡,却是充满着强大且坚毅的丽量,就用舒适并能触碰内心悸动的春季彩妆系列,来展现出最美好的自己!

#眼颊多采棒#
具备颊采、打亮和眼采的多功能3WAY型态多采棒全新登场。实现绝妙的清透感,还有纯淨的发色,以及健康的亮泽感 ; 提供任何肤色皆适合的缤纷6色选,能润泽融于肌肤,更兼具清爽的质地,发色更是饱满又自然。

#春焰双色眼采#
从雾光、烁光和亮灿3种不同的质感中,严选最佳2色组合的双色眼影,无论是单色或是搭配霜色使用,都能尽情享受多样美丽眼妆。提供01 Spring Taupe与02 Raw Fire之限定色选。

#经典轻润口红<绒雾>#
雾光的质地却具有乳霜般的光滑度兼具粉状的轻盈感。添加完美比例的油成分,保有润泽的舒适质地能柔滑服贴双唇。此外,採用滑动性佳的球状粉末,涂抹双唇实现了滑润和高延展性之表现,并能轻易勾勒漂亮的唇部轮廓,浓郁的发色和滑顺质感让人联想到高贵而轻柔的天鹅绒面料。

#超浓密睫毛膏#
当中添加高附着力且柔软的「VOLUME WAX-浓密蜡配方」,可让睫毛从根部开始丰盈浓密 ; 并精算设计出不同角度与长度的刷毛,可深入睫毛根部彻底捲翘每一根睫毛。全2色,包含EX-01 Extra Berry雅致甜美感与熟成莓果般的浓郁色、EX-02 Maroon沉稳红感的柔和棕色调。

#DIOR#
DIOR早春印象即从美丽矿石中发掘出自然光泽的奥秘,以其闪耀的光泽及乳白色作为春妆主要色调,而春妆限量版还提供线上虚拟试妆服务。

#订製三色眼影盘 春妆限量版#
一盒就含有三款色选,且色彩皆饱满鲜明,三种妆效包括亮粉、金属光以及丝缎光之质感,轻鬆就可混搭出完美多变的妆容。此次提供两款限量订製三色眼影盘,分别是粉色系833玫瑰石英,以及珊瑚色系的733蜜桃琥珀。内附2支海棉眼影棒,随心所欲上妆调色,便可打造出耀眼的春日美妆。

#丰漾俏唇蜜#
当中添加玻尿酸丰唇微珠及高密度光灿粒子,能强化保湿与抚平唇纹,每日使用可让双唇水亮且耀眼加倍。其具备多功能用途,可单独使用,打造极致闪亮润泽效果 ; 或搭配唇妆作为打底使用 ; 更可叠擦于唇膏之后,使双唇散发极致完美的迷人光采。

#超完美持久气垫蜜粉#
极细緻的珠光闪耀粉体,能完美呈现肌肤的透亮光采,交织出闪耀着粉色与薰衣草紫的雅緻光泽,全季皆适用。让肌肤轻透零负担与零粉感,且柔焦毛孔的效果更是宛如随身美肌滤镜般实用。

#亮妍润色颊彩棒#
适合用于打亮颧骨受光处,也能用于唇部让妆感更水润,轻鬆就可拥有明亮妆容,立即展现健康亮泽妆效,焕发细腻的光芒。而这款颊彩棒为膏状质地,极致轻盈又亲肤,能轻鬆服贴并融于肤色中,展现犹如天生的绝美气色。

#CHANEL#
2022春季限量彩妆系列灵感源自矗立于Roquebrune山岭上,且由嘉柏丽·香奈儿一手打造的 LA PAUSA 香奈儿法式别墅。该地拥有得天独厚的和煦阳光,周围环绕天然景致构成完美和谐的风光,令人叹为观止。本季香奈儿彩妆创意工作室由此汲取灵感,打造出迷人的全新系列作品。

#香奈儿光灿颊彩盘#
系列共推出初阳与落日两色,质地如乳霜般柔滑,易于延展且能轻鬆上色。随附半月型刷具,适合此款粉霜状腮红应用。刷具扁平端可用于大面积上妆,刷具边缘则可针对鼻樑等细节处进行局部修饰,恣意打造出如阳光吻痕般的自然光采。

#香奈儿四色眼影#
限量推出的「香奈儿四色眼影 747地中海假期」是集结了大地木质色调,选用丝缎珠光质地呈现,象徵围绕 La Pausa 别墅的地中海景緻,展现美妙自在的真挚之美。

#香奈儿缎光丝柔眼影露#
全新8小时持色缎光丝柔眼影露,是以旅行精神所发想的色调。为眼睑添上饱和金属光泽的耀眼妆感,可随心调整浓淡且操作简易,就如第二层肌肤般薄透服贴,全系列提供必备5色选,单用或多色搭配,都能美得不像话!

#香奈儿COCO持色润唇膏#
当中蕴含具备抗氧化修护力的橄榄菁萃油 Oleoactive 作为核心配方,其拥有高浓度 omega-9s,而橄榄叶更富含多酚成分,可高度防护且抗氧化,能有助修护维持双唇健康与美丽。首次涂抹立即就能感受其优异的滋润度,不仅长效保湿,更能舒适持续12小时。

#MAC#
今年灵感谬思取自东方最具代表性的花卉牡丹,以及象徵吉祥好运以及丰盛财富的钱币图腾与讨喜的粉红祥虎,推出「紫醉金迷限量系列彩妆」,将华贵雍容的图腾印刻至外包装,细緻呈现花团锦簇与财富滚滚的梦幻逸景,在新年就用绝美颜值开启幸福好运气!

#丝柔粉雾唇膏#
属于慕斯质感的雾面唇膏,富含维他命E美唇精华,丝滑绵密且极致保湿,还能柔焦唇纹,就像为双唇套上柔雾美唇滤镜。且具备舒适无感的轻盈质地,中度的显色力可自由叠擦,轻鬆创造出咬唇般的时尚晕染妆效。

#丝柔粉雾唇釉#
独特的液态天鹅绒质地,柔滑绵密好晕染,上唇后轻盈无感,一秒就可隐形唇纹;内含精油的特殊粉体科技,保湿锁水能长达10小时;搭配独特的糖葫芦刷头,一刷就可到位不失手。

#九色眼影盘#
精心严选的烟燻玫瑰色调眼影盘,以南瓜色与砖红色调为核心,每一格都百搭零地雷,而那带点透明度的珠光色选,更是替五官画龙点睛的必备神色!

#超激光炫彩饼#
是一款专为肌肤增添完美光泽的工具,带有棱镜反射的液体粉末,可凋塑和突出脸部的立体特色,留下明亮与清晰的饰面。而其奶油粉体配方,更可持妆长达十个小时。

#凯钧话趋势#

含铜不锈钢从抗菌向抗病毒迈进

  黄明欣团队采用粉末冶金的生产工艺,将不锈钢中铜的含量提升至20%,获得了具有抗新冠病毒特性的不锈钢。这样制得的高含铜量不锈钢,不仅能避免“铜脆”现象,而且其富铜沉淀物能均匀分布在整个金属制品中,即使制品表面磨损也不会影响其抗病毒效果。

  新冠肺炎疫情暴发以来,“物传人”成为新冠病毒传播的重要途径之一。曾有研究显示,新冠病毒能在普通不锈钢材料表面存活3天之久。因此,研发出能够杀灭新冠病毒的不锈钢材料,成为业界和学界的一大目标。

  近期,香港大学工程学院机械工程系黄明欣教授领导的团队与香港大学(李嘉诚医学院)免疫与感染研究中心潘烈文教授的研究团队合作,通过调整不锈钢的化学成分和微观组织结构,成功令不锈钢能杀灭表面附着的新冠病毒和其他常见病原体微生物。

  新型不锈钢含铜20% 显示出强大的抗新冠病毒特性

  自20世纪初被发明后,凭借着在硬度、耐腐蚀性、可加工性等方面的优异性能,从公共场所的基础设施,到家庭生活的日常装潢,不锈钢成为公众最常接触的材料之一。

  但随着新冠肺炎疫情席卷全球,不锈钢这个公共场所随处可见的基础材料,已成为新冠病毒扩散传播的载体——携带病毒的飞沫和呼吸道分泌物会附着在不锈钢材料上,使其成为潜在的病毒传播媒介。

  例如,此前中国疾病预防控制中心曾对一起新冠病毒感染案例进行分析,认为同一单元楼内的住户极有可能因共用一部电梯,共同触摸不锈钢材质的电梯按键而造成病毒在住户中扩散。

  在具体研究中,为了更好地比较不同不锈钢材料之间的抗菌抗病毒性能,黄明欣团队制备了多份样品,分别是常规的316不锈钢、含银0.3%和0.6%的不锈钢、4种含铜1%—20%不等的不锈钢以及纯银和纯铜。并且为了凸显其实用价值,他们还专门将其制备成了电梯按钮样式,以模拟在最常见的使用环境下,不同种类不锈钢的抗新冠病毒性能。

  最终,研究结果显示,常规316不锈钢、纯银和含银不锈钢对新冠病毒和甲型H1N1流感病毒没有明显的抑制作用。而相比之下,纯铜和含铜不锈钢则表现出了十分显著的抗病毒特性。尤其是含铜量20%的不锈钢,其可以在3小时和6小时内分别显著减少其表面99.75%和99.99%的活体新冠病毒,显示出了强大的抗新冠病毒特性。

  黄明欣表示,由于高含铜量不锈钢的制备采用的是粉末冶金的方式,这使得其可以不受材料表面磨损的影响,能在较长的时间范围内持续拥有抗新冠病毒特性。

  从抗菌到抗病毒 把握不锈钢中的铜含量很重要

  其实早在这种抗新冠病毒不锈钢研发之前,能够抗菌的不锈钢就已十分普遍,并早早开始了工业化生产,而其中也是添加了铜和银。

  中国科学院金属研究所研究员杨珂指出,铜和银已是业界公认的优秀抗菌材料,对包括大肠杆菌等在内的常见致病菌有着出色的抵抗能力。比如含铜量仅5%的抗菌不锈钢,便具有99%的抗菌率。因为密集的富铜沉淀物会永久留存在不锈钢基质中,产生持久的抗菌效果。而银的抗菌能力则更强,只要在不锈钢基质中添加0.3%的银,便可产生强大的抗菌效果。但抗菌不锈钢要想达到抗新冠病毒的效果,还需增加其中的铜含量。

  不锈钢作为一种铁基合金,以铁为基本,生产过程中会加入镍、铬等元素以增强其性能。如果一味加入大量的铜,会使其基础性能发生改变,从而导致其不再具备不锈钢的特性,无法进行大规模应用。杨珂表示,生产抗病毒不锈钢,其最大挑战在于如何在加入足量的抗病毒元素的同时,又不改变不锈钢的核心性能。

  铜虽然是不锈钢的核心元素之一,但加入过量也会严重影响不锈钢的核心性能。杨珂向记者介绍道,钢铁的热加工锻造过程,需要在1200℃左右的高温下进行,而铜本身的熔点大约为1080℃。铜加入过多会导致钢材在热加工时的锻造性变差,出现通常意义上的“铜脆”现象。

  为了避免“铜脆”现象,同时又保证加入含量足够抗病毒效果的铜,有研究人员改用物理气相沉积、冷喷涂、离子注入等方法,为不锈钢涂上一层抗病毒涂层。但这些方法生产的涂层,厚度小于1毫米,很容易被磨损导致其抗病毒性能大幅下降,因此这类不锈钢材料无法取得长期的抗病毒效果,不具备大规模应用的价值。

  而黄明欣团队此次采用了粉末冶金工艺,将不锈钢中铜的含量提升至20%,获得了具有抗新冠病毒特性的不锈钢。杨珂表示,粉末冶金方法是将金属粉末采用模具进行高压压制,随后再以较高的温度烧结定型。采用这种方法制造的高含铜量不锈钢,不光不会出现“铜脆”现象,而且其富铜沉淀物也不只分布在表面,而是均匀分布在整个金属制品中,因此即使制品表面磨损也并不影响其抗病毒效果。

  市场空间仍待挖掘 扩大产业化规模应从两方面发力

  杨珂介绍,虽然实验效果显著,但抗病毒不锈钢要形成规模化、产业化,仍有很长的路要走。即使是目前工业生产已十分成熟的抗菌不锈钢,其仍有较大的市场空间等待挖掘。

  “与我们合作的一家企业,2020年就生产和销售了5000吨抗菌不锈钢。”杨珂说,目前抗菌不锈钢工业已具有较大规模,且形成了相关的行业标准。2020年底,工信部已正式发布“含铜抗菌不锈钢”行业标准YB/T 4171-2020,涵盖含铜系列抗菌不锈钢的订货内容、技术要求、试验方法、检验规则等方面。但目前抗菌不锈钢仍主要应用于生产餐饮领域的餐具、厨具,如抗菌不锈钢筷子、菜刀等,且消费市场主要集中在江苏、浙江、广东,应用规模仍较小,使用场景较为单一。

  杨珂还指出,生产抗病毒不锈钢所用的粉末冶金方法,工艺复杂、成本较高,无法成为主流的生产方式,并且过多铜元素的加入也会使得不锈钢的耐腐蚀性下降,使其无法用于生产高端产品,一定程度上限制了其应用场景。

  杨珂认为,该研究成果虽然距离大规模应用仍需时日,但其打开了一扇新的窗口,使铜在不锈钢材料中的作用被更大程度显现了出来,并给予了不锈钢材料新的可能。“我们国家的抗菌不锈钢生产技术在世界范围内是领先的,抗菌不锈钢未来还可以有更大的用途,其中在医疗器械抗感染方面的应用最被看好。”

  目前,杨珂等人也在与深圳地铁进行合作,开发抗菌不锈钢制成的把手、栏杆等。他认为,未来要想实现抗菌、抗病毒不锈钢的规模化应用,还应在两方面发力。一是在应用端找到合适的应用场景,比如可以在医院中用抗菌不锈钢建设样板房,起到示范效果。另一方面则是要加强基础研究。目前,铜离子抗菌抗病毒的作用机制仍然没有摸清,各种理论自成一派,没有统一的、具有广泛说服力的作用机制,一定程度上制约了抗菌、抗病毒不锈钢的发展。

  来源:科技日报


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