運動員不斷尋求技術進步以獲得競爭優勢，希望跳得更高一點，擊球更遠一點，回球更快一點。我們知道得益于1980年代開發的自適應懸架和計算機輔助轉向系統，一級方程式賽車變得非常快，但也非常危險，以至于這項運動的管理機構在1994年禁止了這項技術。在2008年和2009年，游泳運動員穿著現在已經禁止使用的泳裝公司Speedo的LZR Racer泳衣系列打破了134項競技游泳世界紀錄中的130項。
現在馬拉松比賽也正面臨著自己的顛覆性時刻，這要歸功于總部位于美國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）。這款新鞋結合了一塊能量回饋發泡材料、穩定的碳纖維板和前足的一對充氣囊，在肯尼亞跑者Eliud 在Kipchoge 2019年秋季馬拉松完成世界上第一個低于兩小時的比賽中發揮了重要作用。
圖1.穿著最先進的Nike Air Zoom Alphafly NEXT%跑鞋的精英跑者正在打破長期保持的紀錄。這款鞋采用寬大的ZoomX（聚醚嵌段酰胺）發泡楔塊，由全長內部彎曲碳纖維板和前掌一對Zoom Air Pods平分。Credit：耐克。
在40年的大部分時間里，絕大多數跑鞋都是由乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)制成的發泡鞋底制成的。EVA的優勢和壽命歸功于輕巧、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，耐克的競爭對手、總部位于德國的阿迪達斯開始生產采用熱塑性聚氨酯(TPU)制成的發泡的鞋類生產線，其能量回報率在70%到75%之間。2017年，耐克發布了其Vaporfly系列的第一個版本——Alphafly的前身——使用一種源自聚醚嵌段酰胺(Pebax)的發泡。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。
密歇根大學性能研究實驗室的研究員杰夫伯恩斯說：“因此，將它穿在你的腳上它可以返回更多的能量，并且花費更少的能量。”然而就其本身而言，Pebax并不是跑鞋的理想選擇，因為盡管具有良好的特性，但它非常柔軟。“如果你想跑得快，就像在棉花糖上奔跑一樣，這會讓它有點不穩定，”伯恩斯說。
為了幫助穩定Vaporfly并以有效的方式協調足部的力學，耐克工程師在發泡中間插入了一塊碳纖維板。“發泡本身可能沒有那么有益，而碳纖維本身也沒有那么有益，”伯恩斯說。“但這兩件事加在一起顯然會產生一些特別的東西。”
不僅僅是任何碳纖維板都可以。平板對跑步經濟性(以特定速度跑步所需的代謝能量)沒有影響。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增加小腿肌肉必須克服的踝關節的杠桿臂，”科羅拉多大學博爾德分校綜合生理學名譽副教授羅杰克拉姆說。結果是跑步者使用的總能量減少了。Alphafly前掌的一對充氣氣囊，耐克稱之為Zoom Air Pods，增加了緩沖并進一步增加了能量回饋。
2018年，Kram的實驗室報告稱，Vaporfly將跑步的能量成本（稱為氧氣成本運輸）降低了4%（圖2）[1]。
圖2.科羅拉多大學博爾德分校運動實驗室的研究技術員Shalaya Kipp進行跑步機測試以測量跑步的能量消耗。此類測試表明穿著Nike Vaporfly跑鞋的跑步者的跑步經濟性平均提高了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，因此對于典型的馬拉松精英跑者來說，節省4%的能量相當于增加2.5%–3.5%的跑步速度。
美國猶他州普羅沃楊百翰大學運動科學教授IainHunter說：“跑步經濟性提高了2%，馬拉松時間也縮短了近2分鐘。兩分鐘可能是獲得金牌和沒有獲得獎牌或進入奧運代表隊和沒有進入奧運代表隊之間的區別。”而且事實上這種差異已經顛覆了這項運動。1896年奧運會第一場馬拉松比賽的獲勝者跑了2小時58分鐘和50秒(2:58:50)。在下個世紀的過程中，馬拉松運動員逐漸將跑步時間縮短了近1小時。2019年10月12日，Kipchoge在維也納的一個受控環境中打破了難以捉摸的2小時大關，他在1:59:40穿著耐克的Alphafly Next%鞋的原型鞋子破了紀錄。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，以81秒的成績打破了保持16年的女子世界紀錄。整個2019年，在六項世界主要馬拉松賽事中獲得領獎臺位置的36名跑者中有31人穿著Vaporflys。耐克還將其Next%技術應用于旨在用于800-10000米比賽距離的釘鞋（Nike Air Zoom Victory），但它對這些短跑賽事的影響仍有待觀察。
體驗到好處的不僅僅是世界冠軍賽跑者。2018年對過去三年50萬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]。最近的一項研究發現，優勢可能接近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更高。
為了重新調整保證競爭的均衡性，世界田徑運動——包括長跑在內的多項賽車運動的管理機構——于1月底發布了指導方針立即禁止任何鞋底厚于40毫米的鞋或包含一個以上的碳纖維板。不到一周后，耐克宣布將于今年晚些時候推出消費者版Alphafly Next%[6]。除了前掌的一對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。
“無論如何我很高興看到明確的設計要求終于出來了，”伯恩斯說。“下一步是為每個人創建最佳配置——不同的板結構和不同的發泡順應性。這些鞋子帶來的個性化優勢還有很多基礎工作要做。”
文章來源：莆田鞋業網
