Воски позволяют спортсменам контролировать скольжение своих лыж в одних условиях и сцепление с дорогой в других
Когда на этой неделе лучшие лыжники мира встретятся лицом к лицу на зимних Олимпийских играх, им потребуются годы тренировок, психологическая подготовка и немалая доля взаимопонимания. Химический состав лыжного воска. У самых быстрых лыжников, как правило, самые быстрые лыжи. А подошвы скоростных лыж нужно натирать подходящим составом.
Лыжный воск не всегда одинаков. Рецепт, который использует спортсмен, должен быть подобран с учетом того, какие подвиги он собирается совершить, и того снега, с которым ему предстоит столкнуться. Например, для более влажного снега потребуется воск, отличный от сухого пуха. А у любителей скоростного спуска рецепт отличается от рецепта для любителей беговых лыж.
Химические вещества, содержащиеся в воске, помогают лыжам скользить по склону. Воск отталкивает воду, которая образуется, когда лыжа скользит по снегу. Лыжникам, занимающимся бегом по пересеченной местности, напротив, приходится подниматься как в гору, так и под гору. Таким образом, воск для лыж должен помогать спортсмену также цепляться за снег при подъеме на небольшие возвышенности во время гонки.
Один тип воска делает лыжи скользкими. Другой — улучшает сцепление. Гонщик, использующий неправильную формулу, рискует отстать. Это также может произойти, если во время гонки изменятся свойства снега. Возможно, станет холоднее. Или пойдет снег. Может даже пойти дождь. Такие погодные изменения могут привести к изменению поверхности снега таким образом, что гонщикам будет сложнее преодолевать его.
Вот что случилось с Кикканом Рэндаллом. Она занимается лыжными гонками по пересеченной местности из Анкориджа, штат Аляска. Начиная с 10 февраля, она будет выступать в Пхенчхане, Южная Корея, в составе сборной США на зимних Олимпийских играх 2018 года.
Рэндалл вспоминает, как в начале этого сезона ее лыжи скользили по свежевыпавшему снегу в Финляндии. Они были похожи на комья грязи во время гонки.
“На подошвах моих лыж было 3 дюйма [8 сантиметров] снега, и мне приходилось соскребать его и продолжать движение”, — отмечает она. “Было ясно, что у меня есть возможность провести гонку лучше. Но мои лыжи делали это невозможным. Мне было бы лучше обойтись без воска”.
Рэндалл приписывает некоторые победы, которые привели ее на Олимпиаду, использованию воска. Это позволило ей скользить быстрее, чем другим гонщикам на скоростном спуске. Рецепт, который она и другие участники используют, имеет решающее значение. У гонщиков есть только один шанс натереть лыжи воском перед началом гонки.Задолго до гонки различные виды воска тестируются. Затем технические специалисты и гонщики выбирают смесь, которая, по их мнению, лучше всего подойдет для снега в день гонки. Они наносят слои химикатов на нижнюю часть каждой лыжи и растапливают их. Затем они соскабливают и полируют каждый слой, чтобы сделать его сверхгладким. Иногда они наносят липкий воск, называемый “клистер”, на ту часть лыжи, которая находится под ботинком. Это помогает гонщикам удерживать сцепление, когда им нужно подниматься.
Выбор, выбор
Как и бензин и природный газ, воск содержит один или несколько углеводородов. Как следует из их названия, эти молекулы состоят из цепочки атомов водорода и углерода. Первый слой воска, наносимый на нижнюю часть лыж, похож на парафин, используемый в свечах. Он образует связь с нижней частью лыж для защиты от грязи и воды.
<загрузка изображения="ленивое" декодирование="асинхронное" width="350" height="467" src="https://www.snexplores.org/wp-content/uploads/sites/3/2019/11/350_inline_Randallskis.gif " alt="Киккан Рэндалл с несколькими десятками лыж" class="wp-image-217259" />
Следующий слой содержит фторуглероды. Это молекулы, состоящие из смеси фтора, водорода и углерода. Эти компоненты воска созданы для повышения скорости. Они уменьшают трение между лыжей и поверхностью снега. (Эти химические вещества относятся к добавкам, которые производители иногда используют для защиты дождевиков от воды.)
Фторуглеродные воски более мягкие, чем некоторые другие виды. Их можно использовать в виде жидкостей или порошков. Для двухминутного скоростного спуска лыжники хотят, чтобы поверхность была как можно более скользкой. Для двухчасовой гонки по пересеченной местности им потребуется другая формула. Действительно, гонщики по пересеченной местности могут нанести шесть или более слоев воска, чтобы дать сопернику контроль при перемещении вверх и вниз по трассе.Некоторые фторуглеродные лыжные воски также содержат дополнительные углеводороды, такие как ацетон (ASS-eh-toan), бензол или толуол (TAAL-yu-een). Эти химические вещества могут нанести вред, если человек часто прикасается к ним или вдыхает их в течение длительного времени. Однако их необходимо использовать повторно. В конце концов, большинство этих химических веществ стираются с лыж к концу гонки.
Химия воска
Джеффри Бейтс изучает, как работают лыжные воски. Он является специалистом по материаловедению в Университете штата Юта в Солт-Лейк-Сити. Он изобрел лыжный воск, который можно наносить на лыжи на всю зиму, а не только на одну гонку.
Для этого Бейтс исследовал нижнюю часть пластиковых лыж с помощью сканирующего электронного микроскопа. Он может отображать поверхность материалов с разрешением 1 нанометр (миллиардная доля метра). Для сравнения, ширина человеческого волоса составляет 75 000 нанометров.
Пояснение: Что такое полимеры?
При большом увеличении молекулы на нижней части лыж “выглядели как шарики спагетти”, — говорит Бейтс. Эти нити, похожие на спагетти, изготовлены из полимеров. Новый жидкий воск Bates заполняет крошечные уголки и трещинки между полимерными нитями. Под воздействием солнечного света это покрытие химически связывается с лыжей. И это сцепление настолько прочное, что может сохраняться в течение нескольких месяцев.
“Мы делаем это не для гонщиков”, — говорит Бейтс. “Мы делаем это для обычных людей, которые посещают горнолыжные трассы несколько раз в год и не хотят утруждать себя нанесением воска”. Почему бы олимпийцам не захотеть того же? Формула уже установлена. Ее нельзя изменить в зависимости от конкретных условий, которые могут потребоваться спортсмену в борьбе за золото.
На Олимпийских играх в Южной Корее многие команды изменят состав своих восков, чтобы завоевать медали в лыжных гонках. Перед стартом гонки каждая команда приготовит свой собственный секретный рецепт восков.“Вы стараетесь все делать за закрытыми дверями”, — объясняет Эндрю Морхаус. Он специалист по восковой обработке в олимпийской сборной США по северным лыжам. “Я не знаю, есть ли шпионы, но это естественно — хотеть знать, что делают другие команды. Все держатся особняком”.Рэндалл и другие лыжники надеются, что хорошая химия между ними ускорит их путь к финишу.
