尼日利亚将在未来几天于平昌冬季奥运会上成为首支参加雪橇和钢架雪车比赛的非洲队伍。该队伍加入了牙买加女子雪橇队——她们也将在本届冬季奥运会上首次亮相(恰好是冰上轻驰闻名的牙买加男子队参加1998年冬季奥运会30年后)——以及少数来自极少甚至从不下雪地区的其他选手。
毫不奇怪,那些项目的奖牌热门——包括加拿大、德国和美国——都受益于寒冷的冬季,这有利于从小培养冰上运动运动员。进一步证明冬季奥运会固有的对寒冷气候本土运动员的偏见:尼日利亚雪橇队舵手塞恩·阿迪根实际上在芝加哥郊外长大,而阿库奥玛·奥梅加(两位制动员之一)来自明尼苏达州。
科学家和体育爱好者长期以来一直在寻求通过开发塑料来平衡这种寒冷的竞争环境,这些塑料可以作为合成冰来铺设后院曲棍球和滑冰场。但是,涂覆两公里长的倾斜赛道所需的聚合物类型——这种赛道可以容纳时速超过125公里的雪橇——已被证明更加难以捉摸。“任何合成赛道都需要提供类似于冰的滑动和驾驶体验,并且不会引起对运动员安全的任何担忧,”简-安德斯·曼森说,他是普渡大学复合材料制造和模拟中心的主任,也是材料和化学工程教授。“它还需要既耐用又具有成本效益。”
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曼森在过去几年中一直在研究如何使用一种名为“超高分子量”聚乙烯的高密度塑料来代替冰,作为奥运会雪橇运动(包括雪橇、无舵雪橇和钢架雪车)的赛道衬里。这种塑料目前被用作各种物体的保护涂层——包括人工关节和其他生物医学设备以及自卸卡车车斗——以保护它们免受磨损。这种材料是用于制造购物袋的聚乙烯的一种变体,其强度来自于其极长、重叠的分子链结构。密歇根州立大学包装学院院长苏珊·塞尔克说:“这些链条都沿同一方向排列,使材料能够更好地传递其上承受的重载。”“一般来说,分子量或质量越高,塑料就越坚固且更耐刮擦,”塞尔克说。她补充说,使用这种材料的挑战之一是其高粘度或流动阻力,这意味着必须在更高的温度下加工才能使其成型。
曼森(他曾任国际运动科学与技术学院院长,也是国际奥委会成员)表示,理论上,喷洒了水的合成赛道几乎可以模仿雪橇、无舵雪橇和钢架雪车的不锈钢滑橇在实际冰面上遇到的摩擦水平。这种跑道也应具有与冰道几乎相同的速度曲线,使雪橇在前600米内达到每小时100公里以上的速度,曼森说。“优秀的冰道驾驶员在这种表面上也会表现出色,”他补充道。“我们不想创造一项新的运动和新的运动员。”
长长的冰道的主要问题是建造和维护成本高昂——这是全球仅存在16条冰道的主要原因。例如,为2006年都灵奥运会建造的钢筋混凝土雪橇赛道耗资约1亿美元,每年还需要花费100万美元进行维护,因为需要制冷系统来冷却其表面。自1924年首届冬季奥运会以来,雪橇一直是奥运会的一部分。(唯一的例外是1960年在加利福尼亚州斯阔谷举行的奥运会,当时组委会为了削减成本而决定不建造赛道。)这些赛道每年举办的比赛很少,在某些情况下,奥运会结束后就完全不再使用。
曼森说,塑料赛道的建造成本约为500万美元,并且可以经济高效地维护以供全年使用——即使在温暖的地区也是如此。他说,这种可及性对于培养未来几代冬季雪橇运动运动员至关重要,尤其是在这些传统运动与单板滑雪和其他极限运动争夺年轻运动员的注意力时。
尽管塑料赛道可能有助于吸引热带地区对雪橇运动的关注,但构建原型赛道的道路却绝非一帆风顺。曼森于2015年完成了一项可行性研究。但他在瑞士洛桑联邦理工学院(他开始研究的地方)为建造200米测试赛道争取大约30万美元资金的努力,因他在2016年9月搬到普渡大学而中断。撇开曼森的研究不谈,关于如何实际建造这样的赛道还有很多问题。它很可能必须使用两到三米长的塑料拼接而成,并通过柔性材料连接,以适应塑料件在寒冷时收缩和在炎热时膨胀。曼森最初的目标是在2020年洛桑青年奥运会上首次使用完整长度的塑料赛道,但由于没有样品赛道向官员展示,这些计划被搁置了。
在这些问题得到解决并且塑料的力量得到证明之前,目前在雪橇运动中占据主导地位的国家很可能会继续保持领先地位。