前不久,哈爾濱國際冰雪經(jīng)濟(jì)博覽會成功舉辦。展區(qū)內(nèi),80項聚焦寒地場景的科技成果集中亮相。這些創(chuàng)新產(chǎn)品,以硬核實力破解冰雪場景中的多個難點問題,為冰雪經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展注入強(qiáng)勁動能。
智能材料扛住嚴(yán)寒
在冰雪科技裝備展區(qū),由哈爾濱工業(yè)大學(xué)研發(fā)團(tuán)隊創(chuàng)辦的哈爾濱凡奇智能科技有限公司帶來的智能變色護(hù)目鏡,吸引了眾多參觀者。
“雪場強(qiáng)光反射易造成雪盲,弱光環(huán)境又會影響視線,護(hù)目鏡的變色功能關(guān)乎滑雪者的安全?!痹摦a(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊成員張強(qiáng)說。他向記者演示護(hù)目鏡的三檔自動調(diào)光功能,鏡片切換順暢無卡頓。而在佩戴傳統(tǒng)護(hù)目鏡時,用戶需根據(jù)光線變化頻繁更換鏡片。
他拿起鏡片進(jìn)一步解釋道,普通材料在低溫下易斷裂,而滑雪場冬季氣溫可低至零下30攝氏度,普通護(hù)目鏡根本扛不住。“這款護(hù)目鏡的鏡片基于航天材料研發(fā),即便在極寒環(huán)境中也能正常工作?!睆垙?qiáng)說。
除此之外,這款護(hù)目鏡還能對外部光線變化實現(xiàn)毫秒級響應(yīng)?!霸谧贤夤鉄粽丈湎拢鼤查g變色;移開后,它能馬上恢復(fù)透明,幫助滑雪者快速適應(yīng)光線變化?!睆垙?qiáng)介紹。
不遠(yuǎn)處展出的熱致變色玻璃,同樣吸引了眾多參觀者。該產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人王懷遠(yuǎn)介紹,這是專為極寒環(huán)境研制的玻璃,適用于寒區(qū)冰雪場館、雪鄉(xiāng)民宿等場景。
冬季低溫時,這款玻璃可以保持和普通玻璃一樣的高透光率,能最大限度利用陽光集熱,減少供暖能耗。春季升溫后,這款玻璃會自動變?yōu)橹珷顟B(tài),阻隔太陽輻射,可使室內(nèi)溫度降低約10攝氏度。
值得一提的是,這款玻璃無需電力驅(qū)動,完全依靠溫度變化自動響應(yīng),可被應(yīng)用在無穩(wěn)定供電地區(qū)。此外,這款玻璃耐低溫性能穩(wěn)定,在零下30攝氏度的極寒環(huán)境下仍能正常工作,無脆裂、無功能失效風(fēng)險,且生產(chǎn)成本僅為傳統(tǒng)電致變色產(chǎn)品的1/10,具有較高的性價比和大規(guī)模推廣價值。
王懷遠(yuǎn)補(bǔ)充,團(tuán)隊還研發(fā)了一款熱致變色涂料。在低溫環(huán)境時,它呈現(xiàn)黑色、可吸熱;在高溫環(huán)境時,它自動變白、反射陽光。
輕便供能溫暖隨行
在冰雪科技裝備展區(qū),一臺僅15公斤重的便攜式戶外供能保障裝置吸引了不少參觀者的目光。該產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊成員馬鴻睿單手將其提起,向記者展現(xiàn)其輕便性。該設(shè)備專為極寒環(huán)境設(shè)計,能夠在零下10攝氏度的環(huán)境下,1小時內(nèi)使10平方米帳篷的溫度升至20攝氏度,同時可以為手機(jī)等小型通訊設(shè)備充電。
傳統(tǒng)戶外供暖設(shè)備往往笨重、依賴外接電源且發(fā)電與供暖功能分離。研發(fā)團(tuán)隊采用半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù),使其通過燃燒柴油供能,無需外接電源。
據(jù)介紹,5升柴油能使該設(shè)備連續(xù)工作12小時,其最低檔位續(xù)航時間可以超過20小時。
在展區(qū)另一邊,由哈爾濱商業(yè)大學(xué)團(tuán)隊自主研發(fā)的寒地冰雪旅游零碳方艙人居環(huán)境支持系統(tǒng)讓人眼前一亮。團(tuán)隊核心成員、哈爾濱商業(yè)大學(xué)副教授寧浩然指著一塊外形類似光伏板的裝置向記者介紹:“這是建造方艙的‘磚’,不過它可不是只會發(fā)電的光伏板。它既能發(fā)電,也能制熱。其板背集成了制冷劑流道,能夠利用短波發(fā)電、長波制熱?!?/p>
此外,寒地冰雪旅游零碳方艙人居環(huán)境支持系統(tǒng)還融合了空氣源熱泵與低溫適配儲能技術(shù),制熱效率遠(yuǎn)超傳統(tǒng)電加熱方式。即便在無日照區(qū)域,它也能持續(xù)供能。目前相關(guān)技術(shù)已經(jīng)在內(nèi)蒙古、山東等地應(yīng)用。
文創(chuàng)藝術(shù)融合科技
在文創(chuàng)展區(qū)內(nèi),一種能夠變色的冰前圍滿了參觀者。研發(fā)該產(chǎn)品的哈爾濱商業(yè)大學(xué)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人張鵬舉介紹,這款冰由納米纖維素、納米折射材料和水構(gòu)成,研發(fā)人員讓納米折射材料均勻附著在由納米纖維素構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上,使冰的融化速度大幅減緩,而且實現(xiàn)了智能變色效果。
除了觀賞性,變色冰還具有突出的實用功能。例如,用其制成的咖啡杯在加入咖啡、牛奶、冰塊后,冰塊在緩慢融化的過程中會呈現(xiàn)分層漸變效果。變色冰材料既能保持飲品溫度穩(wěn)定,又可實現(xiàn)不同口感的自然過渡。
哈爾濱學(xué)院帶來的系列文創(chuàng)產(chǎn)品,同樣展現(xiàn)了科技與藝術(shù)的融合。其中,一組以戍邊戰(zhàn)士為主題的冰沙畫,格外引人注目。
“在創(chuàng)作這幅冰沙畫時,為了呈現(xiàn)北方冬日降雪的蒼茫感,我們創(chuàng)新應(yīng)用了樹脂冰等新型材料?!惫枮I學(xué)院藝術(shù)與設(shè)計學(xué)院副院長王占坤介紹,樹脂冰具有良好的透明特質(zhì),可模擬出冰晶折射光線的光影效果,賦予作品通透的質(zhì)感,讓冰雪題材的藝術(shù)作品更具感染力。
要說本屆博覽會的“明星”展品,非2025年哈爾濱亞洲冬季運(yùn)動會國禮——冰花瓷莫屬?!罢G闆r下,只有在冬天暴風(fēng)雪天氣,窗戶上才會出現(xiàn)冰花。它形態(tài)各異、晶瑩剔透,但難以保存。”王占坤介紹,哈爾濱學(xué)院研發(fā)團(tuán)隊歷經(jīng)10多年潛心攻關(guān),利用創(chuàng)新技術(shù)模擬冬季極端環(huán)境,突破了季節(jié)限制,將自然冰花紋樣永久固化在瓷器表面。
在制作過程中,研發(fā)團(tuán)隊采用北方特有的高嶺土,并搭配自主研發(fā)的釉料配方,使釉料在窯內(nèi)冷卻時實現(xiàn)定向結(jié)晶,從而自然形成冰花紋路。這一技術(shù)將冬日冰花的靈動之美定格在瓷器表面,使每件冰花瓷的紋樣獨(dú)一無二、不可復(fù)制。
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