纤纤擢素手，札札弄机杼。一根针，一匹布，一双巧手，一台织机……古代绣娘穿针引线，描龙绣凤，华美精致的绣衣跃然指间。然而，古人可能无法想象，科技与生活深度融合，服装竟还能被“智”造。
在北京2022年冬奥会上，中国冰雪健儿争金夺银，成绩亮眼。而在他们背后，一群科技工作者在实验室中默默耕耘，为每块来之不易的奖牌注入科技的力量。北京服装学院教授、国家冬季运动服装装备研发中心主任刘莉就是其中的一位，她带领团队长期致力于研发“科技战袍”，一针一线凝聚“中国智造”，用服装向世界展现中国文化、中国智慧。
前不久，在北京市委宣传部、市科协等部门联合组织的遴选活动中，刘莉荣获2022年北京“最美科技工作者”称号。
刘莉与研发团队讨论样衣设计
刘莉团队设计研发的花样滑冰比赛服
速度滑冰比赛服在风洞实验室测试
为0.01秒与阻力“较劲”
“在竞速类比赛项目中，0.01秒就可能决定一块奖牌的归属，而作为装备的比赛服，很可能成为这毫厘间的决定因素。”
当下，刘莉团队就在跟这0.01秒“较劲”——为国家游泳队参加2024年巴黎奥运会研发具备国际领先水平的竞速游泳衣，目前正在搜集资料与制定计划的初期阶段。“针对游泳各小项比赛特点，结合人体工学、流体力学知识，我们正在开展流固减阻研究，形成符合中国运动员体型特征的人体工学设计、高性能泳衣流体力学减阻结构设计，同时构建竞技类游泳比赛服的综合研究评价体系。”
简单来说，就是研发适合中国队的比赛泳衣，让运动员游得更快。“事实上，此前国家游泳队的比赛服都是从国外订购的，一件就要花费近万元。同时，由于竞赛泳衣对表面弹性、持续性等要求严格，一件比赛服往往穿脱约十次就要‘退役’了，成本很高。”
刘莉边说边打开电脑桌面中的一个文件夹，国际泳联的相关规定、研发方案等条目清晰可见，“密密麻麻的文字可能有些枯燥乏味，但真正想做出一件好服装，还真得逐条研究、‘咬文嚼字’。”比如，国际泳联对比赛泳衣的规定包括：泳衣必须为梭织、针织、编织等纺织类材料，透水性要达到每秒每平方米不小于80升，浮力在真空下不超过0.5牛顿。为此，刘莉团队将泳衣面料锁定为超疏水织物，防污抗渗，减阻稳定。“这种微米纳米的结构比水的最小单位还要小，水珠像在荷叶上滚动，将滑动摩擦转化为滚动摩擦，阻力自然就小了。”根据国际泳联严格缜密的规则，团队正在制定研发方案，国产比赛泳衣的雏形也正在逐渐完善。
其实，与阻力“较劲”这件事，刘莉团队已经很有经验了。
自2019年开始，刘莉团队便为中国短道速滑队、中国花样滑冰队、中国自由式滑雪空中技巧队等9支国家运动队研发高性能训练服和比赛服。谈及整个研发过程，刘莉直言，减阻是贯穿其中的重点和难点。
“我们将这类服装大体分为速度型和技巧型两类，研发思路不太一样，一个专注于‘快’，一个落脚于‘美’。”刘莉举例，在北京冬奥会上摘金揽银的热门项目短道速滑和速度滑冰就属于跟“快”较劲的，而其关键就在于减阻——高速的冰上滑行，需要对抗约十级大风的空气阻力。因此设计速度类比赛服，就要从面料和剪裁下手，尽可能提升它的减阻性能。
根据具体项目进行CFD数值模拟是探索减阻设计的基础。何为CFD数值？“就是计算流体动力学，获得运动员表面速度分布、压力分布、不同姿态切面流场分布等规律，从而选择适合的面料。”学理科出身的刘莉对密密麻麻的数据并不怵头，深知通过复杂计算获得的有效数据是科研的重要支撑，也是研发的必经之路。
在刘莉的办公桌上，层层叠叠摆放着数十款不同结构和面料的布样，有的较为平滑，有的凹凸不平。“我们从编织面料入手，还尝试过胶印、3D打印、激光微刻等各种方法来制造复合性减阻面料。”刘莉说，光是速度滑冰比赛服的帽子部分，团队就对比了21种面料，腿部也设计了超过10种款式。
仅有数据支撑还不够，最终选择哪种面料还需要经过反复且严密的实验论证，为此团队用上了风洞实验室。在位于京郊的运动员训练基地内，有一处空旷宽敞的“风的天堂”——可产生不同速度等级的风，模拟人体、物体的运动速度，从而分析出运动时所受的空气阻力。“风洞测试最早用在飞机、导弹、火箭、建筑等的研制过程中，我们开创了先例，首次将其运用到运动赛事的准备和研发中。”
为了寻找到最佳减阻面料，刘莉团队将比赛服的所有备选面料和设计都带进了风洞实验室，提前“吹吹风”——把需要评测的服装套在3D打印的运动员模型上，“运动员训练任务重，我们大部分时间都是用模型代替其做测试。”刘莉解释，风洞运行时，团队通过一套冰雪项目风洞辅助训练系统，实时收集不同部位的风速、风阻力等数据，对服装的减阻性能进行分析和评估。
团队还琢磨出一个妙招儿，摆脱了仅靠模型分析的局限性。“这是团队特意为风洞实验做的测试服，为的是能用肉眼看到风的走向，更真切地感受风的形态。”刘莉从衣架上翻出一件纯白色的样衣，上面长满了柳絮状的毛毛，“每条毛线都是手工缝上去的，当风迎面吹过，毛毛以不同姿态飘动，风速、风阻、风向一目了然。”刘莉说，团队就这样边研发边改进，在风洞实验室度过了1000余个小时。
回忆起在风洞做实验的点滴，刘莉直言，这是对科研人员脑力和体力的双重考验。风洞在运转时会产生从每秒几米到几十米的风速，“嗖嗖”的风声和机器的轰鸣声震耳欲聋，“在这种嘈杂环境下搞研发，一天下来，耳鸣、头晕都是经常的。”
备赛期间，运动员经常来风洞训练，刘莉团队只能在运动员休息间隙或夜晚测试，为了不在进出实验室上浪费太多时间，团队成员经常吃住在风洞实验室。“大家买来方便面、豆干、自热火锅等速食，在里面一干就是一周，等一阶段的测试全部做完，再把数据带出实验室进行分析。”
在与风“较劲”的这1000多个小时里，团队反复修改调整比赛服的减阻设计，成果令人惊喜：“项目设立之初，我们制定的目标是通过服装帮助运动员减阻5%，在当时看来很难达成。如今，速度滑冰、短道速滑项目比赛服的最大减阻率均超过了10%，可以说超额完成了任务！”刘莉说着，脸上洋溢着欣慰的笑容。
给服装注入“战斗力”
刘莉记忆中的童年，充斥着母亲脚踩缝纫机发出的“嘎吱嘎吱”声。“母亲喜欢做手工，我小时候穿的衣服、盖的被子，都是她亲手做的。”母亲的耳濡目染，让刘莉逐渐对服装有了美的向往。“我爱逛商场，也爱看时装杂志，每件服装上流动的线条和色彩总能吸引我的目光。”刘莉笑着说。
上大学后，这位爱美爱打扮的姑娘第一次接触到服装设计与工程学，对服装的认知从日常需求升级成了功能性制造。整整6年的博士生涯，也让她对未来的研究方向有了更清晰的定位——她决定深耕人体工学、功能性服装、智能服装三大领域，并立下目标：“‘智’造是中国运动服装的未来，要朝着这个方向一直走下去。”
用理科生的思维看服装设计，用人体工学的研究方法制作功能性防护服与装备，刘莉一直在这条路上默默前行：设计航母特种防护服、陆军航空兵飞行服，改进陆军防毒服、一次性核防护服……“我一直认为，自己在生产拥有‘战斗力’的服装。”刘莉说。
十余年默默耕耘，硕果累累。回首过往，刘莉直言，最令她感到自豪，也是花费心思最多的“作品”，诞生于冬奥赛场。
2019年，刘莉团队获批科技部国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项——“冬季运动与训练比赛高性能服装研发关键技术”项目。然而在立项初期，我国冬季运动竞技比赛服的研发几乎是一张白纸——作为一个冰雪运动发展历史相对较短的国家，我国冬季运动专业装备在很长一段时间里大多依赖进口，缺乏高科技、尖端比赛服的自主研发体系。“此前的比赛服装要么是国外品牌直接赞助的，要么是自己出钱去冰雪强国购买的。”
从零做起。刘莉团队以2002年盐湖城冬奥会为起点，查阅了此后历届冬奥会、世界杯相应项目选手的比赛服，画出结构图、找出细节特征，并将服装和比赛成绩一一对比。他们还搜罗了不少运动员穿过的服装，在实验室里一件件做测试、分析，寻找其中的奥秘。“哪一年哪个国家获得了奖牌，我们就把运动员所穿的服装单‘拎’出来重点分析，争取将各个国家服装的优势‘一网打尽’。”
知彼更要知己。为了在最短时间内研发出适合中国队的比赛服，刘莉团队跑遍了全国10个国家运动基地，完成了22支运动队400余名运动员的3D体型测量。有些基地位置偏僻，交通不便，刘莉就自己开车往返数百公里，只为亲身了解运动员对服装的实际需求和试穿感受。
疫情期间，大型扫描仪无法运输到各个基地，团队成员使用手持扫描仪完成了上百位运动员的3D体型测量。“扫描时需要一手握着扫描仪，一手端着平板电脑，边扫描边监测，还要围着运动员精准匀速地移动。”刘莉说，一个手持扫描仪有四五公斤重，而团队中大多都是年轻姑娘，从小到大没干过多少体力活，“大家互相帮助，互相鼓励，也都成了‘战斗力’满满的女汉子。”
从选料设计、剪裁打样，到风洞测试、成衣试穿，刘莉都习惯亲力亲为。“奔波一整天，也许只能得到一位运动员的测量数据或试穿反馈，那也是值得的。”因为她始终坚信，只有亲眼见到试穿效果，亲手触摸到服装肌理，亲自与运动员沟通改进方案，才能真正放心。“同事说我是操心的命，我倒觉得挺好，事关国家荣誉，一步也不能错、一天也耽误不起。”
运动员的信任和肯定，也为研发团队注入了一剂强心针。2021年9月26日，中国速度滑冰队运动员高亭宇在“中国杯”速度滑冰精英联赛男子500米比赛中，以33秒83的成绩打破了个人纪录，也刷新了该项目在国内的最佳成绩，他所穿的比赛服就出自刘莉团队。
赛后，刘莉收到了高亭宇主动发来的比赛视频，她一眼就认出来，高亭宇身上黑白相间的比赛服，是团队经过多次调整后的第七版样衣。“看到他穿着未经任何艺术修饰的样衣上赛场，我们既惊讶又惊喜，这说明他对团队的设计有足够的信任。”
一针一线编织中国故事
近年来，从运动品牌李宁将中国传统文化元素融入服装设计，到故宫、国家博物馆等纷纷推出联名服饰周边，国内服装界掀起了一股“中国风”，而这一美丽典雅的设计风格也逐渐登上了世界舞台。
在花样滑冰的赛场上，中国队的比赛服越来越成为观众关注的焦点。申雪、赵宏博的《黄河》，金博洋的《曙光》，王诗玥、柳鑫宇的《只此青绿》，彭程、金杨的《夜宴》……这些比赛中的服装都给观众带来了耳目一新的感觉。这背后是无数中国服装设计师日夜兼程的努力，其中就包括刘莉团队。
其实，在很长一段时间里，中国花样滑冰的高水平运动员都是与国外设计师合作，国产花滑比赛服鲜少登上国际赛场。“当然不是因为我们设计得不好，只是没有一个专业的团队潜下心来钻研这个领域罢了。”而刘莉就是敢于第一个吃螃蟹的人。
2018年年底，刘莉团队“临危受命”，为即将参加2019年花样滑冰世锦赛的韩聪、隋文静设计比赛服。“任务来得突然，当时我对花滑不太懂，只觉得这项运动很美，就大着胆子接手了。”而如何将硬科技与软设计有机融合在一件轻薄的服装中，是摆在团队面前的一大难题。
一位加拿大编舞教练的建议让刘莉记忆犹新——衣服是烘托人的，不能压住人。“有的运动员目标很明确，就是奔着金牌去的，他们气场本就强大，所以比赛服不能过分华丽而盖过运动员的光芒。”
本着不能喧宾夺主的原则，刘莉慢慢领会“恰如其分”地表达，在设计上做减法。聆听音乐、沟通交流、设计图样、制作裸服、镶钻装饰、陆上试穿、冰上试穿、反复修改……为花滑运动员量体裁衣，需要更细致的考量。团队在十个月内反复磨合了50多款样衣，创新融入了中国传统元素和苏绣技法，最终这款比赛服被无数网友评价为“绝美”。
刘莉轻轻抚摸着一件花滑样衣上精致的苏绣纹样，告诉记者：“在电视直播镜头中，观众可能以为花色是印染的，实际上用手一摸就知道，丝丝缕缕的纹样都是用一针一线绣上去的。”绣娘们花费约250个小时，将针距缩小到正常的五分之一，从而呈现出比印染工艺更丰富的效果。
近距离观看时异常精致的苏绣纹样，由于在直播中距离较远，往往不容易被观众注意到，如此费时费力的设计是否值得？“运动员能看得到。”刘莉毫不犹豫地说，“运动员知道团队付出了很大心血，用最好的东西来设计，他们的内心就会更从容、更有安全感，从而发挥出更好的水平。”
刘莉还揭秘，花样滑冰比赛服除了“美”，还必须牢固有弹性，满足运动员做跳跃翻腾等大动作的需求。比如，手臂部分面料既要方便运动员抬胳膊，又不能在手臂下落时有褶皱。服装的总重量也要被精确控制，太重会影响运动员做高难度动作。
刘莉向记者展示了双人滑运动员彭程曾经穿过的一件表演服，上面的镶钻多达8000多颗，“都是用手工一颗一颗粘上去的。”大量的水钻让比赛服显得尤为耀眼，但这对服装重量也带来了更严格的挑战。“我们做过无数次实验，发现女单选手的服装总重要保持在260克到300克之间，才能达到美与轻的平衡。”
运动员旋转跳跃时，纤薄的服装必须保证没有任何装饰品坠落；双人滑还有抛跳等动作，这就要求女运动员比赛服的腰部部分不能割手，而且一定要牢固。为此，团队取消了拉链、扣子等常规服装的辅件，再用细线反复加固镶钻装饰。“一旦被监控到有掉落物，就会被扣分。在零点几分就能决出胜负的赛场，服装一定不能给运动员拖后腿。”
半丝半缕，物力维艰。目前，刘莉团队已为中国花滑队创作设计方案超千套，制作比赛服、表演服上百套，助力运动员在多次大赛中取得奖牌。
作为研发团队领头人，刘莉一直践行着创新理念；作为教书育人的园丁，她也十分尊重学生的想法，尽可能为学生创造宽松的学习氛围。“在研发项目里，我的学生一直在深度参与。”刘莉说，他们是小助手，更是并肩作战的伙伴。
最近，刘莉团队又一次接到了来自奥林匹克的邀请——为国家游泳队参加2024年巴黎奥运会研制水上“战袍”。从研究冰到琢磨水，这支战斗力满满的团队再次马不停蹄地出发了。
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