淺析科技復合材料在足球制造領域的演變與發(fā)展

劉憲瑞 高鵬 雷菲

摘要：足球運動是一項非常受歡迎、影響力巨大的體育運動，不少國家甚至將其定為“國球”，如：英國、巴西等國家，被譽為“世界第一大運動”。一場精彩的足球比賽，使得數以億計的觀眾為之著迷，相關資訊報道充斥在世界上各大主流媒體上，為全世界人民搭建起了一套延展性極強的話語框架，成為人們生活中不可缺少的一部分。隨著足球運動影響力的擴大和科學技術的不斷發(fā)展，足球本身成為了研制的焦點，出現了各種可用于足球的新技術新材料，同時競技比賽對足球要求愈加的高，從而促進了其外觀、材質發(fā)生的變化巨大。本文主要從足球的起源說起，研究其制造材質與外觀的變化。

關鍵詞：足球;材質;外觀

中圖分類號：C843;TB332文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）11-0074-04

足球是一項以腳支配球為主，但也可以使用頭、胸部等部位觸球（守門員除外），兩支隊伍在同一場地內進行攻守的體育運動。據不完全統(tǒng)計，現在來自于各個國家經常參加比賽的足球隊約80萬支，登記注冊的運動員約4000萬人，含職業(yè)運動員約10萬人。球迷的數量更是驚人，據中國足協(xié)2005年統(tǒng)計，我國球迷人數就達8000萬人。這些數據足以見得，足球在世界上的影響有多么巨大?，F代足球起源于19世紀的英國，到如今已有一百五十多年了，歷經這些年，足球從牛皮材質發(fā)展到如今的高科技復合材料，中間到底經過了哪些階段呢？

1足球起源

關于足球有一個歷史性的話題，那就是足球的起源。世界上許多民族都有用腳支配球的游戲，這些都可稱為足球游戲。最早在公元前475年至公元前221年，中國有一種以腳支配的游戲被稱為“蹴鞠”，以娛樂方式和練兵的工具在民間與軍隊中廣為流傳。而中世紀以前，古希臘人和羅馬人也在玩一種以把球帶過對方的底線為目的的足球游戲——“哈巴斯托姆”。1066年，因為戰(zhàn)爭“哈巴斯托姆”傳人英國，后廣受歡迎，正式命名為足球是在1490年。1863年10月26日，現代足球運動于英國誕生。1980年4月，國際足聯秘書長布拉特在作《國際足球發(fā)展史》的報告時就提到：“足球發(fā)源于中國，由于戰(zhàn)爭而傳人西方”。2004年，國際足聯在百年慶典活動上正式承認足球是起源于中國，后傳入西方國家輾轉到英國，才得到了發(fā)展。因此有了現在的說法，中國是古代足球游戲的起源地，而英國是現代足球運動的起源地。在中世紀的英國，英國國王因各種原因先后四次發(fā)布”足球禁令”。不過因其特殊魅力，禁令也未使其夭折。1857年，在英國，世界上第一個足球俱樂部成立，第六年，第一個足球協(xié)會成立。從此，在一定規(guī)則約束下、有組織的足球運動開始從英國傳遍世界。1896年，在第一屆奧運會上將其正式列為比賽項目之一。

2真皮階段

1872年首次將足球材質進行了規(guī)范。足球外殼用牛筋和牛皮，純手縫制作，橡膠制成的內膽填充于內部。外形是類似于排球的丁字球。由于當時的足球是用牛皮制作的外殼，天氣的好壞極易影響到足球的使用情況，另外溫度也會影響牛皮的軟硬度，進而影響運動員的發(fā)揮。而且雨天時，足球長時間的作賽，很容易吸水，重量和形變程度會因此大大增加，球員踢球時，就會受到很大的沖擊力。同時牛皮制的足球也容易磨損，很沉，踢球腳會痛。除此之外，牛皮剝去時的部位不同，它的厚度與強度也就不同，一般從背部取下來的皮革比較厚并且也很堅固，而且皺紋還少。這種材質延續(xù)了許多年都沒有改進，同時這期間，白色或咖啡色是足球僅有的顏色，非常單一。因此，用這種足球進行比賽，在光線不是很好的情況下，即使是在現場觀看比賽的球迷也不能清晰的看見球的運行軌跡，更別說在黑白電視機前觀看比賽的觀眾。1970年墨西哥世界杯，足球第一次通過衛(wèi)星對全球直播，為了解決這一問題，設計師設計了世界杯第一代官方統(tǒng)一用球“Telstar”。在此之前，世界杯比賽沒有官方統(tǒng)一用球，每個國家的球隊，帶著自家常用的足球來耍。第一屆世界杯決賽，阿根廷和烏拉圭兩支隊伍，是用自己的足球各踢了半場。Telstar這個名字源自于“Star of Television”?！癟elstar”的材質并沒有什么變化，仍完全由真皮制成，但在外觀上，設計師將黑色的五角形鑲嵌于色調單一的足球外殼，使足球在黑白電視機的畫面中更加顯眼。球的表面由32塊手縫的嵌面組成，20塊白色的6邊形和12塊黑色的5邊形，這種全新的建構和均衡的縫制使足球擁有更圓的外形，也是足球顏色從單一到了多色。這一革命性的構造設計書寫了足球史上新的一頁。盡管這種設計當時是為了電視機前的觀眾更方便觀看比賽，但還是為足球開辟了新的時代，同時足球還獲得了個動聽的名字“黑白相間的精靈”。一直到現在，“Telstar”仍然是各種足球的原型。

1974年德國世界杯，這次比賽用球“Chile”和“Telstar”由阿迪達斯設計提供的。新的“Telstar”的阿迪達斯logo顏色由黑色變?yōu)榻鹕?，“Chile”則是一款同類型全白色的球。但在材質和技術上，這兩款球和四年前的Telstar沒有什么太大的不同。

1978年阿根廷世界杯，這次阿迪達斯的這款比賽用球“Tang”在外觀設計上變化非常的大，在足球制作史上非常典型。20個“三角阿迪達斯”圍成12個相同的圓形。即時改變的方面沒有太大的科技性，但在世界杯比賽用球中，這種外觀一直保持到了1998年?！癟ango”的外形在設計上汲取了阿根廷傳統(tǒng)舞蹈探戈的激情與優(yōu)雅，球對各種天氣的適應能力也更強。

1982年西班牙世界杯，比賽用球名為“TangoEspana”，在外觀設計上，相對于Tango而言改動不大，最大的改變是技術上的變化，外殼運用了防水密封的分支技術，在拼縫處用透明橡膠密封起來，更為密閉也更防水，使得水更難以浸透足球，球的吸水力也大大降低，球的額外重量也得到了了最大限度地控制，可足球在使用一段時間后，密封膠卻會脫落。

1984年法國歐洲杯決賽，比賽用球為TangoMundial（探戈世界）屬于阿迪達斯Tango系列。Tan-go Mundial在外觀和制作上基本無太大改變，僅是染紅了表面的商標和文字，但有一大的進步，TangoMundial的球面上用英文和法文寫上了“84歐洲杯官方比賽用球”，表示這是專門為歐洲杯準備的。

3合成材料階段

1986年墨西哥世界杯，Azteca（阿茲特克）為比賽用球，突破了原有的制作技術與外觀設計。其外觀設計利用了阿芝臺克人的建筑和壁畫圖案的風格。第一次利用合成材料，讓球變得更加柔軟，更加耐用，同時比賽期間球的吸水量大大的減少，讓球可以適應各種環(huán)境，更具穩(wěn)定性，而且球面更加均勻，在任何比賽的環(huán)境中，她都能夠表現得非常出色。

1988年聯邦德國歐洲杯，比賽用球Tango Europa（探戈歐洲），由名字可知這是為歐洲杯準備。TangoEuropa的表面用了黑色的圖案和文字，除了88年歐洲杯會徽是彩色的，正好搭配東道主聯邦德國隊的白球衣，就如同專門為這一屆歐洲杯設計的一樣。

1990年世界杯用了與1992年歐洲杯同一款足球，名為“Etrusco Unico”，這個名字來源于意大利古老的歷史?！癊tmsco Unico”運用了改良過的合成材料，且球體內層第一次加入了聚氨酯泡沫，完善了球的防水功能，同時球的運行速度再次大幅度提升。并且在伊特魯里亞藝術的影響下，在每一塊“阿迪達斯三角”嵌面上都有三個伊特魯里亞獅頭圖案。

1994年美國世界杯，阿迪達斯推出了第一款高科技和超高能量反彈白泡棉層（這個創(chuàng)意來源于美國對宇宙探索和太空技術的追求）的比賽用球Questra（奎斯特拉），超高能量回復性能的白色聚氨酯泡沫首次運用于足球內層，使球更易控制，球速更快。

1996年英格蘭歐洲杯，阿迪達斯開始設計專屬于歐洲杯的足球，以區(qū)別于其他賽事，Questra Europa與Questr僅在圖案上有所變化，首次加入了東道主元素——藍色的三獅和紅色的玫瑰。這一款比賽用球讓大家記憶頗深，只要一看到它就會想起在英格蘭舉辦的那一屆歐洲杯。

4高科技覆合材料階段

1998年法國世界杯，比賽用球為，中文名“三色球”，該詞在法語里的意思即三色旗。在世界杯中，Tricdore是第一個在足球上印彩色圖案的足球。使用了新型復合泡沫材料是Tricdore最主要的改變。球面的合成革向多層結構發(fā)展。這種新型復合材料使得球更加耐磨，目提升了它的能量回復性能，球能夠更平穩(wěn)飛地行，更加準確地飛向目標。外觀上，“透明印刷”首次應用于Triclore，使球的圖案更絢麗，且不易因磨損而變得模糊不清，因此延長了球的使用壽命。

2000年歐洲杯，由兩個國家（荷蘭與比利時）聯合承辦的歐洲杯是其歷史上的第一次，比賽用球為Terrestra Silverstream（銀色潮流），在Tricolore基礎上加以改進，與三色球在材質和技術上基本沒什么不同，僅是外觀有了些許變化。

2002年日韓世界杯，比賽用球Fevernova（飛火流星）在外觀上融人了現代亞洲文化的元素，是自阿迪達斯推出Tango后，第一次使用突破常規(guī)的設計。球面以白色為底，4個金色和紅色的飛鏢形狀圖案環(huán)繞其上，這種外觀形狀讓球員能夠更為清晰的看到球的旋轉狀況。在制作上，飛火流星在三色球基礎上還應用高科技合成泡沫層結構。此結構增加了球的彈力，且使作用于球的力量分布均勻，提高了對球的可控性，讓球飛得更遠了。經阿迪達斯與德國施恩費得的足研中心的機械腿多次測試，證明Fevernova的各項指標已經超過當時國際足聯的所有標準，且其飛行的精準度創(chuàng)下了新高。

2004年葡萄牙歐洲杯，比賽用球Roteiro（航海日志）。技術上，由阿迪達斯新開發(fā)的足球制造工藝熱粘合技術應用于Roteiro，自此傳統(tǒng)的縫制技術被淘汰，因磨損或浸水等情況發(fā)生變形的狀況從根源上被杜絕。制造過程中，球在半球形狀的模具中加熱，經過多層結構的球膽、真皮球面與聚亞安酯圖層進行化學反應一次陸密封起來。在針對材質經過多次的改良后，足球在球體結構上幾乎要達到完美的程度。由此，Roteiro成為了足球現世至那時最精致的足球，具有許多優(yōu)點，如沒有縫隙的表面和動力平衡技術等等。

2006年德國世界杯，比賽用球是寓意團隊的力量的+Teamgeist（+團隊之星）。去掉新的異形拼塊和無縫壓合技術被應用于其中，球面的拼接點降低了60%，最大限度地抹平了球面不規(guī)則的凹凸，讓球變得更圓，由此提高了足球運行的精準度。黑、白、金三色組成了+Teamgeist，黑白為德國國家隊的傳統(tǒng)顏色，而金色則代表世界杯冠軍獎杯。

2008年歐洲杯，比賽用球Europass（歐洲通行證）和+團隊之星采用了相同的制作工藝，但與以往光滑的表皮制作有所不同的是，為使足球在不同的天氣條件下，極大地提高傳送力、旋轉度和精準度，Europass利用PSC Texture技術將表皮的紋理設計得極為獨特。外觀上，2008歐洲杯的會徽和阿迪達斯logo印于白底配上黑色圓形花紋的球面，周圍是瑞士和奧地利國旗圖案繪制而成的暗紋。

2010年南非世界用的是阿迪達斯設計的第11款比賽用球JABULAN（普天同慶），被譽為“史上最圓最快的足球”。外觀上11種不同的顏色代表著11名球員構成了一支足球隊，予“JAHULANI”充滿非洲精神的獨特外觀。制作上，仍使用熱粘合技術拼接，8塊表皮組成球，“GripnGroove”球面使每一塊表皮都呈現三維立體結構。

2012年波蘭-烏克蘭歐洲杯，比賽用球Tan-go12，中文名“探戈12”。外形上，由多個三角形嵌面連接成六個大小相等的圓，同時通過熱能粘合技術創(chuàng)造無縫的表面結構，使“探戈12”能夠穩(wěn)定運行。其超微凸紋表面使得球與球鞋之間接觸更為緊密，球員對球的控制更加得心應手。此外，“探戈12”擁有梭織外殼和新型內膽，密封性更強。這樣的設計不僅使得“探戈12”的球速更快，也最大限度的提高球員在任一球面的發(fā)揮。

2014年巴西世界杯，比賽用球是第一個由球迷來命名的Brazuca（桑巴榮耀）。白色的Brazuca印有國際足聯和阿迪達斯logo，并在黑底色上配有紅、藍、綠、橙等花紋。它由6層復合材料組成，表皮為聚氨酯皮面。球內部是乳膠內膽，用于充氣使用。與內膽相連的是紡織布料，作為足球最外殼的基底，影院且隄由五層100%聚氨酯PU材料制備而成。這種材料使足球保持優(yōu)良的觸感，可以防止足球吸水，而且能夠提供足球外形的穩(wěn)定性，使足球具有精準的傳遞性能。

2016年法國歐洲杯，比賽用球Beau Jeu（法蘭西之翼），法語名稱意為美妙的比賽，融入了法國三色旗的藍、白、紅三色，還融合了德勞內杯的銀色。通過球體分塊設計，數字2、0、1、6以及字母E、U、R、O的字樣清晰可見。同時改進球體表面結構與接塊，讓球在飛行期間的旋轉情況也可以看得清楚。

5智能科技植入

2018年俄羅斯世界杯，比賽用球與1970年世界杯同名——“Telstar”（電視之星）。新Telstar傳承了原有的外觀設計——以黑色為主，外形上也與1970年墨西哥世界杯用球類似。同時“Telstar”還首次采用了NFC芯片的植入這一現代化科技，旨在讓球迷可以用智能手機連接比賽球，通過智能手機讓比賽者獲取一些互動信息，進一步的提升了比賽的趣味性，將體育道具智能化更加推進。

6結語

隨著世界的進步，足球相關的研究會越來越多，也更加深入，變化也會越來越大。也許未來的足球的表皮拼塊會逐漸減少;足球的內部結構會更加復雜，會加入和替換其他的高科技材料。智能芯片效能更多，極大地提升球賽的趣味性。時代特點和地域文化特色也會讓足球外觀上的顏色和圖案變得豐富多彩，富有更深刻的寓意。