新材料推動(dòng)體育運(yùn)動(dòng)發(fā)展

唐 明

（江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇·淮安 223003）

1 前言

伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)已從體育大國(guó)邁向體育強(qiáng)國(guó)。越來(lái)越多的體育渠道展現(xiàn)我國(guó)的綜合國(guó)力，弘揚(yáng)不屈不撓的民族精神。大力發(fā)展體育運(yùn)動(dòng)，已成為我國(guó)富國(guó)強(qiáng)民的國(guó)策。作為當(dāng)今第一生產(chǎn)力的科學(xué)技術(shù)，無(wú)疑是推動(dòng)體育發(fā)展的重要因素。越來(lái)越多通過(guò)新技術(shù)研發(fā)出來(lái)的新材料應(yīng)用于體育運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域，對(duì)多維度推動(dòng)體育運(yùn)動(dòng)的發(fā)展起到了重要的作用。

2 新材料推動(dòng)體育運(yùn)動(dòng)發(fā)展的作用

2.1 直接作用

直接作用的指新材料直接應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)員個(gè)人用品、體育運(yùn)動(dòng)器材等產(chǎn)品的制造生產(chǎn)中。伴隨科技研發(fā)，工藝進(jìn)步，目前碳纖維、阿德米拉纖維、新陶瓷材料、非金屬纖維、硼纖維等新材料，都已直接應(yīng)用于相關(guān)體育產(chǎn)品的制造。這些新材料直接用于體育運(yùn)動(dòng)器材的制造上。如：羽毛球拍、網(wǎng)球拍、自行車(chē)、跳高桿、帆船、賽艇、滑雪板、球桿等器材以及各類(lèi)競(jìng)賽中的用球。

2.2 間接作用

現(xiàn)代體育運(yùn)動(dòng)離不開(kāi)相關(guān)的場(chǎng)所、設(shè)備以及必要的通訊儀表支持。在生產(chǎn)同樣會(huì)對(duì)材料產(chǎn)生各種需求，也使得新材料在體育運(yùn)動(dòng)發(fā)展中起到了重要的間接作用。

大量新材料應(yīng)用于體育領(lǐng)域，首先提高了體育產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，再者也提升了運(yùn)動(dòng)員在使用時(shí)的安全性，第三，伴隨新材料和新技術(shù)的應(yīng)用，也直接促進(jìn)運(yùn)動(dòng)員的潛能發(fā)揮、信心增強(qiáng)，取得更好的運(yùn)動(dòng)成績(jī)。

3 新材料對(duì)體育運(yùn)動(dòng)發(fā)展的推動(dòng)作用

3.1 新材料改善體育運(yùn)動(dòng)環(huán)境

上世紀(jì)70年代前，多數(shù)跑道是由煤渣混合泥沙鋪墊而成。后來(lái)隨著高分子化學(xué)合成材料研發(fā)，并應(yīng)用于體育運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地的建設(shè)，于是發(fā)明了富有彈性的塑膠跑道。正因?yàn)樗苣z場(chǎng)地設(shè)施在表面上應(yīng)用了新材料，完美地結(jié)合了人體的生物力學(xué)特征，給運(yùn)動(dòng)帶來(lái)了前所未有的舒適感，從而對(duì)競(jìng)賽成績(jī)的提升起到了很大的推動(dòng)作用。同時(shí)鮮艷美觀的跑道，可以振奮運(yùn)動(dòng)員比賽精神，提高競(jìng)賽水平。2008年北京奧運(yùn)會(huì)，更是將納米技術(shù)應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地建設(shè)，鋪就的納米跑道，比一般塑膠更符合力學(xué)特點(diǎn)，同時(shí)易保養(yǎng)，壽命長(zhǎng)。運(yùn)動(dòng)員在全新的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所競(jìng)賽，運(yùn)動(dòng)損傷發(fā)生幾率大大降低。

在體操運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目上，相關(guān)的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和比賽器材同樣應(yīng)用了新材料。在增加體操器械彈性和韌性的同時(shí)，不僅起到了保護(hù)運(yùn)動(dòng)員的作用，對(duì)于運(yùn)動(dòng)員在比賽中完成高難度動(dòng)作也起到了很好的促進(jìn)作用。在自由體操比賽中，自從使用富有彈性的彈簧場(chǎng)地，自由體操的動(dòng)作難度獲得了持續(xù)的的發(fā)展，運(yùn)動(dòng)員在比賽中已經(jīng)常使用團(tuán)身、屈體、直體空翻等動(dòng)作，甚至出現(xiàn)了團(tuán)身后空翻兩周、三周等超難度動(dòng)作。動(dòng)作難度的提高以及完成動(dòng)作所需客觀條件的完善，極大地推動(dòng)了體操技術(shù)的發(fā)展。再如新型涂料綜合體，它是由3%的空隙涂后硬化的基礎(chǔ)層結(jié)合聚氨酯樹(shù)脂的表面層組成，通過(guò)人工合成，生產(chǎn)出的地板具備較好的彈性和柔軟性，良好的舒適性在動(dòng)作過(guò)程中起到了很好的緩沖效果，從而給膝關(guān)節(jié)和腳、踝以更好的保護(hù)。同時(shí)因?yàn)楸荣愒胍舻慕档?，也確保了觀眾欣賞比賽的心情。

3.2 新材料提升體育運(yùn)動(dòng)器材制造水平

新材料提升體育運(yùn)動(dòng)器材制造水平是由新材料自身特點(diǎn)所決定的。例如將玻璃纖維增強(qiáng)材料或碳纖維等材料應(yīng)用于羽毛球拍、網(wǎng)球拍的制造上。以前的球拍多數(shù)為木料和金屬制成，使用起來(lái)不但重量重，強(qiáng)度差，手感舒適性也不好。而用新材料所生產(chǎn)的球拍具有明顯的輕便性、強(qiáng)度好、手感舒適的特點(diǎn)。過(guò)去在登山和航海運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員使用的是麻繩，強(qiáng)度較差，運(yùn)動(dòng)中存在安全隱患。如今使用新材料非晶尼龍或碳纖維生產(chǎn)的運(yùn)動(dòng)繩索，具有很強(qiáng)的耐磨性和極高的使用安全性。新材料制造的體育運(yùn)動(dòng)器材，不僅提升的是體育器材的質(zhì)量和性能，也會(huì)因其自身的高科技使得體育器材在使用過(guò)程中更富有運(yùn)動(dòng)的情趣。如使用發(fā)光材料制作的高爾夫球，當(dāng)比賽遇到在光線不好的情形下舉辦時(shí)，球的熒光層自身發(fā)出綠色亮光，保證比賽正常進(jìn)行止。同樣的，夜晚垂釣時(shí)使用的夜光漂，更是讓垂釣者領(lǐng)略了夜釣的種種樂(lè)趣。

3.3 新材料推動(dòng)體育運(yùn)動(dòng)著裝的發(fā)展

3.3.1 體育運(yùn)動(dòng)服裝

因體育運(yùn)動(dòng)服裝的質(zhì)料和款式對(duì)運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)會(huì)產(chǎn)生直接影響，對(duì)于體育運(yùn)動(dòng)服裝的開(kāi)發(fā)和研究，越來(lái)越引起體育界的高度重視。在一些項(xiàng)目中，運(yùn)動(dòng)員所穿運(yùn)動(dòng)服裝的不同，不僅影響比賽成績(jī)，同時(shí)也會(huì)因裁判員個(gè)人對(duì)運(yùn)動(dòng)服裝的產(chǎn)生的審美差異，對(duì)最終的打分形成影響?！拜p、薄、柔、暖”是運(yùn)動(dòng)服裝應(yīng)具備的特色。目前制做運(yùn)動(dòng)服裝的衣料，常用的有防水透濕布料、保濕吸汗衣料和減少阻力衣料。防水透濕布料不僅可以有效阻止外部的水分或風(fēng)進(jìn)到衣服內(nèi)，同時(shí)還可以及實(shí)地把人體因運(yùn)動(dòng)而散發(fā)的熱氣排出衣服之外，適合制做登山服，滑雪衣，皮劃艇服等。通過(guò)在聚酯再生纖維的混紡面料上，真空蒸鍍一層在高溫下能熔化的鋁，不但可以對(duì)太陽(yáng)光產(chǎn)生的紅外線起到反射作用，同時(shí)對(duì)衣服內(nèi)部的溫度還可以起到有效的調(diào)節(jié)作用。冬季運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)服必須具有很強(qiáng)的吸汗功能，以降低運(yùn)動(dòng)員大量出汗之后產(chǎn)生的寒冷感。因此就有了利用合成纖維單絲的粗細(xì)不同所產(chǎn)生的吸汗衣料。運(yùn)動(dòng)服裝的衣料選擇對(duì)游泳項(xiàng)目成績(jī)的影響更加明顯，科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)游泳時(shí)的阻力若降低1%，其游泳速度在原有基礎(chǔ)上可提高0.3%。澳大利亞斯皮多體育用品公司生產(chǎn)的“鯊魚(yú)皮”，經(jīng)測(cè)試，運(yùn)動(dòng)員身著這款泳裝，其在水中的阻力比身著普通泳裝可以降低7.5%，運(yùn)動(dòng)成績(jī)?cè)谠谢A(chǔ)上獲得3%的提高。在2000年悉尼奧運(yùn)會(huì)上，身著這種泳裝參加比賽的選手前后共計(jì)14次打破了世界紀(jì)錄，這也再次證明了高科技運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品對(duì)現(xiàn)代體育運(yùn)動(dòng)發(fā)展所起的推動(dòng)作用。

3.3.2 運(yùn)動(dòng)鞋

運(yùn)動(dòng)跑鞋對(duì)于運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。腳著地瞬間，人體會(huì)受到來(lái)自地面的沖擊力，著地腳所承受的重量是體重的3倍。同時(shí)經(jīng)科學(xué)驗(yàn)證，跑鞋重量每增加100g，運(yùn)動(dòng)員的體能消耗將增加1%，良好的減震作用和良好的穩(wěn)定性將對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生重要影響。因現(xiàn)代田徑規(guī)則對(duì)跑鞋的重量沒(méi)有規(guī)定，因此如何減輕跑鞋的重量，已成為運(yùn)動(dòng)鞋廠家研發(fā)、生產(chǎn)所關(guān)注的重點(diǎn)。例如在1991年，美津濃公司為美國(guó)著名短跑運(yùn)動(dòng)員劉易斯制作的專(zhuān)用跑鞋，整個(gè)重量只有115g。其鞋底是用特制膠制成的，鞋釘為堅(jiān)固的陶瓷所做，使這雙跑鞋整體重量減輕了20g，在東京田徑世錦賽上，幫助劉易斯摘取了100m跑金牌并以9.86s的成績(jī)打破了世界紀(jì)錄。

此外，研究人員還根據(jù)不同項(xiàng)目的特點(diǎn)，針對(duì)足球鞋、籃球鞋以及棒球鞋的在生產(chǎn)，也大量使用了新材料和新工藝，進(jìn)一步優(yōu)化了運(yùn)動(dòng)鞋的比賽效果，在各自的比賽項(xiàng)目中發(fā)揮了重要的作用。比較典型的是銳步公司生產(chǎn)的一款田徑鞋，鞋重僅156g，鞋底材料采取碳纖維與玻璃纖維編織而成，在足跟與足弓部位墊有一種稱為“鯊魚(yú)皮”的新型尿烷材料，為了減少阻力，鞋前面還包了一層光滑的萊克拉，是一款具備重量輕、吸震、有彈性特點(diǎn)的鞋。

3.4 新材料有利于保護(hù)運(yùn)動(dòng)肌體

伴隨奧林匹克百年發(fā)展史，競(jìng)技體育的所取得成績(jī)已越來(lái)越接近人類(lèi)身體的極限。因此，體育的競(jìng)爭(zhēng)從一定層面上說(shuō)，其實(shí)質(zhì)已轉(zhuǎn)化為科學(xué)技術(shù)的比拼，其中高科技研發(fā)下的新型材料的應(yīng)用，為運(yùn)動(dòng)成績(jī)的提高提供了物質(zhì)保障，也同時(shí)極大的推動(dòng)了體育科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展。

如今的科技，對(duì)于人體機(jī)能的研究已達(dá)到分子水平，不但有利于競(jìng)技體育成績(jī)的提高，同樣也有利于競(jìng)技體育的科學(xué)化、人性化和個(gè)性化發(fā)展。所以說(shuō)，新材料對(duì)競(jìng)技體育中的運(yùn)動(dòng)肌體已經(jīng)產(chǎn)生全方位的影響。

對(duì)運(yùn)動(dòng)員肌體保護(hù)上，首選塑料與復(fù)合材料中的新型材料，作為運(yùn)動(dòng)防護(hù)材料。如由塑料外殼和吸能泡沫制做的頭盔及聚酸脂制做的護(hù)目罩，在練習(xí)時(shí)加以配戴，能對(duì)足球守門(mén)員和棒球手的頭部和眼睛起到了很好保護(hù)。同樣，使用高彈泡沫制造的鞋跟或鞋墊，也利于減輕運(yùn)動(dòng)時(shí)足跟疼痛。

新材料的投入使用，生產(chǎn)出相應(yīng)的傳感器和界面生物材料，使得運(yùn)動(dòng)成績(jī)的不斷提高成為可能，在肌肉收縮、信號(hào)傳導(dǎo)和DNA復(fù)制等應(yīng)用方面能夠起到重要作用。例如開(kāi)發(fā)的微型生物芯片，可將芯片植于皮下，隨時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的血糖水平，甚至可以通過(guò)對(duì)糖等物質(zhì)的適時(shí)釋放，來(lái)平衡機(jī)體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所需血糖的正常水平。同樣，還可將具有供氧功能的微型生物芯片植入人體部位，有效地提高運(yùn)動(dòng)員的氧運(yùn)輸能力，進(jìn)而獲得優(yōu)異成績(jī)。由于競(jìng)技體育的激烈對(duì)抗性，運(yùn)動(dòng)損傷不可避免，對(duì)于因運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練導(dǎo)致的細(xì)胞結(jié)構(gòu)形態(tài)與數(shù)目的變化，我們可以通過(guò)納米級(jí)的敏感器進(jìn)行監(jiān)視，了解運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中，身體各器官功能的適時(shí)狀態(tài)，充分利用納米遙控技術(shù)，降低保健成本，提高成效。納米技術(shù)應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)，使得運(yùn)動(dòng)疲勞機(jī)制的研究更加深入，特別是結(jié)合運(yùn)動(dòng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的研究，對(duì)于運(yùn)動(dòng)中疲勞及其成因的研究將更加清晰，有利于疲勞的發(fā)現(xiàn)并及時(shí)制定對(duì)策，極大地提高了教練員在制定訓(xùn)練計(jì)劃的針對(duì)性，為科學(xué)化運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與調(diào)控提供了依據(jù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

體育運(yùn)動(dòng)的蓬勃發(fā)展離不開(kāi)高科技的支撐。伴隨新材料在體育運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域中的廣泛運(yùn)用，不但會(huì)對(duì)競(jìng)技體育能起到重要影響，使比賽更加激烈，運(yùn)動(dòng)成績(jī)不斷提高，在全民健身上，也利于全民健身運(yùn)動(dòng)的普及與推廣。反過(guò)來(lái)看，正因?yàn)轶w育運(yùn)動(dòng)的持續(xù)發(fā)展，對(duì)體育運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域新材料的研發(fā)也提出了更高要求。我們必須充分利用二者相輔相成的關(guān)系，進(jìn)一步提高新材料在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，推動(dòng)體育運(yùn)動(dòng)的科學(xué)發(fā)展。

[1]董雪嬌.現(xiàn)代新材料技術(shù)與體育運(yùn)動(dòng)水平的提高[J].當(dāng)代體育科技，2013，(4).

[2]董雪嬌.現(xiàn)代新材料在體育領(lǐng)域的應(yīng)用[J].當(dāng)代體育科技，2013，(1).

[3]宋建勇.高新材料在體育教學(xué)中的應(yīng)用[J].浙江化工，2004，(7).

[4]彭雪涵.新材料的應(yīng)用于競(jìng)技體育的發(fā)展[J].廣州體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，(1).