運(yùn)動(dòng)員不斷尋求技術(shù)進(jìn)步以獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，希望跳得更高一點(diǎn)，擊球更遠(yuǎn)一點(diǎn)，回球更快一點(diǎn)。我們知道得益于1980年代開(kāi)發(fā)的自適應(yīng)懸架和計(jì)算機(jī)輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，一級(jí)方程式賽車變得非常快，但也非常危險(xiǎn)，以至于這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的管理機(jī)構(gòu)在1994年禁止了這項(xiàng)技術(shù)。在2008年和2009年，游泳運(yùn)動(dòng)員穿著現(xiàn)在已經(jīng)禁止使用的泳裝公司Speedo的LZR Racer泳衣系列打破了134項(xiàng)競(jìng)技游泳世界紀(jì)錄中的130項(xiàng)。
現(xiàn)在馬拉松比賽也正面臨著自己的顛覆性時(shí)刻，這要?dú)w功于總部位于美國(guó)俄勒岡州比弗頓的鞋類和體育用品巨頭耐克的新款高性能鞋Air Zoom Alphafly Next%（圖1）。這款新鞋結(jié)合了一塊能量回饋發(fā)泡材料、穩(wěn)定的碳纖維板和前足的一對(duì)充氣囊，在肯尼亞跑者Eliud 在Kipchoge 2019年秋季馬拉松完成世界上第一個(gè)低于兩小時(shí)的比賽中發(fā)揮了重要作用。
圖1.穿著最先進(jìn)的Nike Air Zoom Alphafly NEXT%跑鞋的精英跑者正在打破長(zhǎng)期保持的紀(jì)錄。這款鞋采用寬大的ZoomX（聚醚嵌段酰胺）發(fā)泡楔塊，由全長(zhǎng)內(nèi)部彎曲碳纖維板和前掌一對(duì)Zoom Air Pods平分。Credit：耐克。
在40年的大部分時(shí)間里，絕大多數(shù)跑鞋都是由乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)制成的發(fā)泡鞋底制成的。EVA的優(yōu)勢(shì)和壽命歸功于輕巧、便宜且易于使用。然而就能量回饋或每次跑步后的“反彈”而言EVA的性能并不是很好。EVA發(fā)泡可返回約65%的能量，使用該材料制成的鞋子具有適度的能量反饋或者反彈。2013年，耐克的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手、總部位于德國(guó)的阿迪達(dá)斯開(kāi)始生產(chǎn)采用熱塑性聚氨酯(TPU)制成的發(fā)泡的鞋類生產(chǎn)線，其能量回報(bào)率在70%到75%之間。2017年，耐克發(fā)布了其Vaporfly系列的第一個(gè)版本——Alphafly的前身——使用一種源自聚醚嵌段酰胺(Pebax)的發(fā)泡。Pebax或Nike稱之為ZoomX的能量回饋率為87%[1]。Pebax的密度也低于EVA和TPU，因此重量也更輕。
密歇根大學(xué)性能研究實(shí)驗(yàn)室的研究員杰夫伯恩斯說(shuō)：“因此，將它穿在你的腳上它可以返回更多的能量，并且花費(fèi)更少的能量。”然而就其本身而言，Pebax并不是跑鞋的理想選擇，因?yàn)楸M管具有良好的特性，但它非常柔軟。“如果你想跑得快，就像在棉花糖上奔跑一樣，這會(huì)讓它有點(diǎn)不穩(wěn)定，”伯恩斯說(shuō)。
為了幫助穩(wěn)定Vaporfly并以有效的方式協(xié)調(diào)足部的力學(xué)，耐克工程師在發(fā)泡中間插入了一塊碳纖維板。“發(fā)泡本身可能沒(méi)有那么有益，而碳纖維本身也沒(méi)有那么有益，”伯恩斯說(shuō)。“但這兩件事加在一起顯然會(huì)產(chǎn)生一些特別的東西。”
不僅僅是任何碳纖維板都可以。平板對(duì)跑步經(jīng)濟(jì)性(以特定速度跑步所需的代謝能量)沒(méi)有影響。板子需要采用微妙的“S”形才能有效果[2]。“曲線的巧妙之處在于它不會(huì)增加小腿肌肉必須克服的踝關(guān)節(jié)的杠桿臂，”科羅拉多大學(xué)博爾德分校綜合生理學(xué)名譽(yù)副教授羅杰克拉姆說(shuō)。結(jié)果是跑步者使用的總能量減少了。Alphafly前掌的一對(duì)充氣氣囊，耐克稱之為Zoom Air Pods，增加了緩沖并進(jìn)一步增加了能量回饋。
2018年，Kram的實(shí)驗(yàn)室報(bào)告稱，Vaporfly將跑步的能量成本（稱為氧氣成本運(yùn)輸）降低了4%（圖2）[1]。
圖2.科羅拉多大學(xué)博爾德分校運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)室的研究技術(shù)員Shalaya Kipp進(jìn)行跑步機(jī)測(cè)試以測(cè)量跑步的能量消耗。此類測(cè)試表明穿著Nike Vaporfly跑鞋的跑步者的跑步經(jīng)濟(jì)性平均提高了4%[1]。Credit：CUBoulder。
部分由于空氣阻力等因素，跑得更快所需的新陳代謝能量并不是完全線性的，因此對(duì)于典型的馬拉松精英跑者來(lái)說(shuō)，節(jié)省4%的能量相當(dāng)于增加2.5%–3.5%的跑步速度。
美國(guó)猶他州普羅沃楊百翰大學(xué)運(yùn)動(dòng)科學(xué)教授IainHunter說(shuō)：“跑步經(jīng)濟(jì)性提高了2%，馬拉松時(shí)間也縮短了近2分鐘。兩分鐘可能是獲得金牌和沒(méi)有獲得獎(jiǎng)牌或進(jìn)入奧運(yùn)代表隊(duì)和沒(méi)有進(jìn)入奧運(yùn)代表隊(duì)之間的區(qū)別。”而且事實(shí)上這種差異已經(jīng)顛覆了這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。1896年奧運(yùn)會(huì)第一場(chǎng)馬拉松比賽的獲勝者跑了2小時(shí)58分鐘和50秒(2:58:50)。在下個(gè)世紀(jì)的過(guò)程中，馬拉松運(yùn)動(dòng)員逐漸將跑步時(shí)間縮短了近1小時(shí)。2019年10月12日，Kipchoge在維也納的一個(gè)受控環(huán)境中打破了難以捉摸的2小時(shí)大關(guān)，他在1:59:40穿著耐克的Alphafly Next%鞋的原型鞋子破了紀(jì)錄。第二天身穿Nike Vaporflys的肯尼亞選手布里吉德·科斯蓋(BrigidKosgei)在芝加哥馬拉松賽上以2分14分4秒的成績(jī)，以81秒的成績(jī)打破了保持16年的女子世界紀(jì)錄。整個(gè)2019年，在六項(xiàng)世界主要馬拉松賽事中獲得領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)位置的36名跑者中有31人穿著Vaporflys。耐克還將其Next%技術(shù)應(yīng)用于旨在用于800-10000米比賽距離的釘鞋（Nike Air Zoom Victory），但它對(duì)這些短跑賽事的影響仍有待觀察。
體驗(yàn)到好處的不僅僅是世界冠軍賽跑者。2018年對(duì)過(guò)去三年50萬(wàn)次馬拉松和半程馬拉松的分析顯示穿著Vaporfly的人比穿著其他鞋子的人快3%–4%[3]。最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)勢(shì)可能接近4%–5%[4]。較慢的跑步者即那些以9分鐘mi-1（5.6分鐘km-1）左右的速度移動(dòng)的跑步者從Vaporfly獲得的性能提升與速度接近4分鐘mi-1（2.5分鐘km-1）[5]的最快跑步者相比相對(duì)更高。
為了重新調(diào)整保證競(jìng)爭(zhēng)的均衡性，世界田徑運(yùn)動(dòng)——包括長(zhǎng)跑在內(nèi)的多項(xiàng)賽車運(yùn)動(dòng)的管理機(jī)構(gòu)——于1月底發(fā)布了指導(dǎo)方針立即禁止任何鞋底厚于40毫米的鞋或包含一個(gè)以上的碳纖維板。不到一周后，耐克宣布將于今年晚些時(shí)候推出消費(fèi)者版Alphafly Next%[6]。除了前掌的一對(duì)Zoom Air Pods外這款鞋還帶有一塊碳纖維板，鞋底厚度為39.5毫米。
“無(wú)論如何我很高興看到明確的設(shè)計(jì)要求終于出來(lái)了，”伯恩斯說(shuō)。“下一步是為每個(gè)人創(chuàng)建最佳配置——不同的板結(jié)構(gòu)和不同的發(fā)泡順應(yīng)性。這些鞋子帶來(lái)的個(gè)性化優(yōu)勢(shì)還有很多基礎(chǔ)工作要做。”
文章來(lái)源：莆田鞋業(yè)網(wǎng)
