新材料高科技泳衣性能分析及其對(duì)競(jìng)技游泳運(yùn)動(dòng)的影響與展望

摘要：隨著現(xiàn)代材料科技與體育領(lǐng)域融合程度的不斷提升，采用新材料加工而成的高科技泳衣層出不窮。文章基于新材料高科技泳衣的興衰歷程，對(duì)“后高科技泳衣時(shí)代”，競(jìng)技泳衣的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。首先對(duì)高科技泳衣興起的背景、鯊魚皮泳衣以及高科技泳衣的衰落歷程進(jìn)行了概述，在充分調(diào)用相關(guān)文獻(xiàn)和運(yùn)用邏輯分析法的基礎(chǔ)上，結(jié)合游泳競(jìng)技?xì)v史上的新聞報(bào)道等進(jìn)行了客觀評(píng)述;其次對(duì)高科技泳衣對(duì)競(jìng)技游泳運(yùn)動(dòng)的影響進(jìn)行了總結(jié)性分析，并以典型新材料高科技泳衣“鯊魚皮”“氨綸”等為例進(jìn)行了詳細(xì)分析;最后對(duì)未來(lái)新材料在競(jìng)技泳衣中的發(fā)展趨勢(shì)和研發(fā)方向進(jìn)行了分析，認(rèn)為未來(lái)的新材料高科技泳衣將會(huì)在3D環(huán)繞壓縮織物系統(tǒng)、身體穩(wěn)定網(wǎng)格以及超聲縫合技術(shù)方面充分改良泳衣加工工藝，從而全面提升游泳運(yùn)動(dòng)員及愛好者的競(jìng)技水平。

關(guān)鍵詞：新材料;泳衣;性能分析;競(jìng)技影響;發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：G861.1;TS102.52+7.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-5922（2020）08-0064-04

Performance Analysis of New Material High-tech Swimsuit andIts Influence and Outlook on Competitive Swimming

LIANG Yuan

（Sports Department of Baoji Vocational and Technical College，Baoji Shaanxi 721000.China）

Abstract ： With the continuous improvement of the integration of modem material technology and sports，high-techswimsuits made of new materials emerge in an endless stream.Based on the rise and fall of new material high-techswimsuits.this paper looks forward to the development prospect of competitive swimsuits in the "post-high-techswimsuits era".Firstly，this paper summarizes the background of the rise of high-tech swimsuits.the decline ofshark skin swimsuits and high-tech swimsuits.Based on the full use of relevant literature and the use of logicalanalysis，this paper makes an ohjective comment on the news reports in the history of swimming competition.Sec-ondly，it makes a summary analysis on the impact of high-tech swimsuits on competitive swimming，and makes atypical new analysis material high-tech swimwear "shark skin" and "spandex" are analyzed in detail.Finally，the de-velopment trend and R & D direction of new materials in competitive swimwear are analyzed.lt is believed that thenew material high-tech swimwear in the future will fully improve the processing technology in the 3D surroundingcompression fabric system，body stabilizing mesh and ultrasonic stitching technology，so as to comprehensivelv im-prove the competitive level of swimmers and enthusiasts from the perspective of swimwear.

Key words ： new materials;swimwear;performance analysis;competitive impact;development trend

0引言

游泳項(xiàng)目可分為競(jìng)技游泳和實(shí)用游泳2種類型。其中，競(jìng)技游泳是奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)中的第2大運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也是奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)中除田徑以外金牌分布最為廣泛的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目[1]。對(duì)于當(dāng)前全球范圍內(nèi)的諸多體育大國(guó)、強(qiáng)國(guó)而言，其游泳競(jìng)技水平的高低對(duì)于其在國(guó)際體壇中的地位有著極其重要的影響。因而，對(duì)于包括我國(guó)在內(nèi)的所有奧運(yùn)參賽國(guó)而言，提升本國(guó)游泳選手競(jìng)技成績(jī)、全面發(fā)展游泳事業(yè)，使本國(guó)游泳競(jìng)技能力具備全球競(jìng)爭(zhēng)力，已經(jīng)成為各國(guó)體育事業(yè)發(fā)展的共識(shí)。隨著現(xiàn)代科技的迅速進(jìn)步，材料科技與現(xiàn)代體育融合程度的提升，利用高科技、新材料加工而成的新型泳衣正被越來(lái)越多的運(yùn)用到游泳訓(xùn)練、競(jìng)技當(dāng)中。

通過(guò)高科技與泳衣的結(jié)合，許多游泳競(jìng)技選手的比賽成績(jī)?cè)诙唐趦?nèi)得到了顯著提升。隨之而來(lái)的，是社會(huì)各界對(duì)高科技新材料泳衣的質(zhì)疑，相當(dāng)一部分人認(rèn)為高科技新材料泳衣對(duì)于游泳競(jìng)技成績(jī)的提升是“不公平”“不合規(guī)”的，認(rèn)為以“鯊魚皮”泳衣為代表的高科技泳衣違背了奧林匹克精神。因此，2010年國(guó)際泳聯(lián)根據(jù)“以人為本”的精神，正式宣布在今后的競(jìng)技比賽中全面禁止使用高科技泳衣[2]。然而，關(guān)于高科技泳衣對(duì)競(jìng)技游泳運(yùn)動(dòng)比賽成績(jī)的提升到底有多大，以及今后是否會(huì)有體育裝備制造企業(yè)重新利用新材料進(jìn)行泳衣加工等仍然是游泳競(jìng)技及游泳裝備加工制造領(lǐng)域的熱門研究話題。

1概述

1.1高科技新材料泳衣興起

隨著奧運(yùn)會(huì)的影響力越來(lái)越大，體育比賽場(chǎng)上的戰(zhàn)斗也越來(lái)越激烈，而現(xiàn)在隨著科技的發(fā)展，體育賽場(chǎng)上的科技之戰(zhàn)也越來(lái)越嚴(yán)重，而且游泳運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)計(jì)量是以0.01s為單位的;這就說(shuō)明冠軍和亞軍的差距可能就是0.01s。根據(jù)相關(guān)研究成果發(fā)現(xiàn)，水的阻力比空氣大很多，大約是其阻力的800倍，在劃水時(shí)游泳運(yùn)動(dòng)員的能量消耗基本都來(lái)自于皮膚摩擦和型阻等[3]。所以，為了降低運(yùn)動(dòng)員的能量消耗，選用可以最大限度減少阻力的材料做泳衣，是泳衣科技競(jìng)技的關(guān)鍵。

在供不應(yīng)求的市場(chǎng)下，世界各大泳衣制造商看中了其市場(chǎng)，紛紛致力于研究降低運(yùn)動(dòng)員在水中前進(jìn)阻力的泳衣。在1988年漢城奧運(yùn)會(huì)上，美國(guó)一家公司推出了大力士泳衣，其游泳隊(duì)也率先使用了將高科技融入到泳衣中的泳衣[4]。美國(guó)游泳隊(duì)因此打破了男子50m自由泳的世界紀(jì)錄，獲得了優(yōu)異的成績(jī)。這款泳衣不僅質(zhì)量輕，而且平滑度和伸縮性較之前也有很大的改善，該泳衣被認(rèn)為是高科技泳衣的鼻祖。

1.2高科技新材料泳衣的衰落

高科技泳衣從其誕生的時(shí)候就有人質(zhì)疑它，質(zhì)疑其違反了國(guó)際泳聯(lián)的相關(guān)規(guī)定。不過(guò)，國(guó)際泳聯(lián)對(duì)其持觀望態(tài)度，因此也導(dǎo)致了高科技泳衣在2009年進(jìn)一步瘋狂。在羅馬世錦賽上，是迄今為止打破最多世界紀(jì)錄的一次世界性游泳大賽，在為期8d的比賽中，43次刷新了31項(xiàng)世界紀(jì)錄，這些破紀(jì)錄游泳運(yùn)動(dòng)員超過(guò)83%都是身著高科技泳衣參賽的[5]。不過(guò)，阿瑞娜和Jaked等公司生產(chǎn)的泳衣號(hào)稱更快，已經(jīng)蓋過(guò)了速比濤公司的鯊魚皮泳衣風(fēng)頭，這種新型泳衣能夠提高人體30%的浮力，其采用聚亞安酯材料，降低了運(yùn)動(dòng)員在水中前行的阻力，同時(shí)塑身效果非常好，穿這兩款泳衣的運(yùn)動(dòng)員成績(jī)都比較優(yōu)秀。其中表現(xiàn)突出的是;在男子200m自由泳決賽中，之前普普通通的德國(guó)游泳運(yùn)動(dòng)員Paul Biedermann戰(zhàn)勝了MichaelPhelps并打破世界紀(jì)錄，使全世界人們都感到驚訝。Michael Phelps教練Bauman憤怒的表態(tài)：MichaelPhelps將不會(huì)再參加任何國(guó)際性大賽，除非國(guó)際泳聯(lián)禁用高科技泳衣。Paul Biedermann在比賽結(jié)束后也承認(rèn)了自己成績(jī)的提高要?dú)w功于高科技泳衣，如果是通過(guò)訓(xùn)練來(lái)提高成績(jī)的話大概還需要許多年。最終致使國(guó)際泳聯(lián)通過(guò)專家會(huì)議，最終決定對(duì)新材料泳衣的形態(tài)、尺寸等進(jìn)行規(guī)則性約束。

2高科技新材料泳衣性能分析及其對(duì)競(jìng)技的影響

2.1仿鯊魚皮泳衣

2.1.1仿鯊魚皮泳衣工作原理

水的阻力比空氣大很多，大約是其阻力的800倍，所以想要減少水中的阻力是非常困難的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，在100m自由泳中，假如水對(duì)人的阻力降低10%的話，體型和推力相同的運(yùn)動(dòng)員，可以在時(shí)間和距離上領(lǐng)先于對(duì)手[6]。因此，為了取得更好的成績(jī)，低阻力泳衣的研發(fā)成為世界各國(guó)運(yùn)動(dòng)器材制造商的主要研究方向。

鯊魚皮上的粗糙的V形皺褶（見圖1）能夠巧妙產(chǎn)生水的渦流被生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，鯊魚皮上的粗糙的V形皺褶大大減少水流的摩擦阻力，使其在水中得到很高的游速，而且身體周圍的水流更高效地流過(guò)。因此快速皮膚織物的超彈力纖維的表面（見圖2）便出現(xiàn)了，它是完全仿造鯊魚皮的表面去做的。而且，這種泳衣的接縫模仿肌腱，同時(shí)還融合了動(dòng)力原理，布料模仿肌肉、富有彈性，為運(yùn)動(dòng)員向后劃水提供動(dòng)力。

2.1.2仿鯊魚皮泳衣性能分析

自1999年問世以來(lái)，鯊魚皮泳衣的發(fā)展經(jīng)歷了4個(gè)時(shí)期的發(fā)展和進(jìn)化。在4個(gè)不同的時(shí)期內(nèi)，鯊魚皮泳衣對(duì)游泳運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技成績(jī)的提升如表1所示。

2.2氨綸裸絲復(fù)合面料泳衣

2.2.1氨綸裸絲復(fù)合面料泳衣工作原理

氨綸裸絲復(fù)合面料主要由氨綸裸絲和其他疏水性纖維交織構(gòu)成。氨綸裸絲復(fù)合面料作為服飾加工材料具有手感柔和、恢復(fù)性強(qiáng)、彈力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，利用該材料加工而成的服飾能夠在為人提供舒適穿著感受的同時(shí)，提供更加美觀的外形。氨綸裸絲復(fù)合面料是最為理想的彈性泳裝面料加工材料之一。其纖維伸長(zhǎng)率普遍可達(dá)500%-700%[7]，受到外力作用情況下，能夠在較大的范圍內(nèi)恢復(fù)材料自身形狀。因此，氨綸裸絲復(fù)合材料能夠通過(guò)優(yōu)秀的彈性收縮性，使泳衣整體貼合性更強(qiáng)，從而有效緩解游泳運(yùn)動(dòng)員長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的機(jī)體顫動(dòng)，幫助運(yùn)動(dòng)員節(jié)省體力。

2.2.2氨綸裸絲復(fù)合面料泳衣性能分析

本文通過(guò)對(duì)8組不同氨綸試樣的氨綸含量、拉伸彈性回復(fù)率和水中浮力進(jìn)行測(cè)試，所得結(jié)果見表2所示。

由表2中數(shù)據(jù)可知，采用不同材料、不同氨綸含量加工而成的泳衣面料在拉伸彈性回復(fù)率及水中浮力性能方面差距較大。其中采用滌綸/氨綸加工，氨綸含量19.36%條件下能夠獲得最佳的泳衣性能[8]。

3“后高科技泳衣時(shí)代”競(jìng)技泳衣的發(fā)展趨勢(shì)與研發(fā)方向

3.1“后高科技泳衣時(shí)代”競(jìng)技泳衣的發(fā)展趨勢(shì)

隨著奧運(yùn)會(huì)的發(fā)展，世界各國(guó)也都越來(lái)越重視體育競(jìng)技了，并想要獲得更優(yōu)異的成績(jī)，游泳運(yùn)動(dòng)員也不例外，這就有效的推動(dòng)了泳衣和科學(xué)技術(shù)的結(jié)合發(fā)展。但是，人們好像看錯(cuò)了方向，忽略了體育競(jìng)技比賽的本質(zhì)，一味的將焦點(diǎn)放在了泳衣可以幫助提高成績(jī)上。由于高新材料泳衣在羅馬世錦賽中展現(xiàn)出的對(duì)競(jìng)技成績(jī)的瘋狂提升，導(dǎo)致社會(huì)輿論普遍對(duì)新材料泳衣產(chǎn)生了質(zhì)疑。國(guó)際泳聯(lián)通過(guò)專家會(huì)議，最終決定對(duì)新材料泳衣的形態(tài)、尺寸等進(jìn)行規(guī)則性約束。雖然許多人都呼吁游泳運(yùn)動(dòng)應(yīng)該回歸到體育競(jìng)技運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)，應(yīng)該摒棄高科技泳衣。但是，各個(gè)廠家和公司還有組織者和運(yùn)動(dòng)員自身都追求名譽(yù)和金錢;而且，現(xiàn)在科技水平不斷提高，可能很快就會(huì)有“紡織物”新品產(chǎn)生，體育賽場(chǎng)上很快就會(huì)出現(xiàn)新一輪的軍備競(jìng)賽。

Speedo公司在2009年11月底就宣布他們已研發(fā)出了新一代并已經(jīng)通過(guò)國(guó)際泳聯(lián)審核泳衣;隨后Jaked和阿瑞娜公司（Speedo的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手）也表示他們已經(jīng)做好方案來(lái)應(yīng)對(duì)國(guó)際泳聯(lián)禁令。2012年，法國(guó)著名泳衣品牌阿瑞娜公司推出“AQUAFORCE英菲尼迪”泳衣品牌，它是通過(guò)循環(huán)理念來(lái)設(shè)計(jì)的，讓運(yùn)動(dòng)員循環(huán)利用白己的力量[9]。之后，2013年阿瑞娜公司為專業(yè)游泳運(yùn)動(dòng)員打造了高設(shè)計(jì)感和輕量感并存的泳衣男款A(yù)rnc3032和女款A(yù)m2000wn，該泳衣具有穩(wěn)定肌肉，可以幫助運(yùn)動(dòng)員在比賽里占據(jù)優(yōu)勢(shì)。因此，泳衣制造廠商是不會(huì)在乎國(guó)際泳聯(lián)的規(guī)則，不會(huì)輕易放棄眼前這巨大利益和廣闊市場(chǎng)，競(jìng)技泳壇的爭(zhēng)斗已經(jīng)慢慢轉(zhuǎn)化為各個(gè)泳衣生產(chǎn)廠家之間斗爭(zhēng)。

科學(xué)技術(shù)為泳衣的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的后盾，高科技泳衣給運(yùn)動(dòng)員帶來(lái)高成績(jī)的同時(shí)也影響了競(jìng)技體育的基本原則（公平、公正）。雖然某些高科技泳衣已經(jīng)被禁止，但是對(duì)其的研究還在繼續(xù)。在倫敦奧運(yùn)會(huì)上亮相了一系列并不比高科技泳衣遜色的新型泳衣。

3.2“后高科技泳衣時(shí)代”泳衣的研發(fā)方向

3.2.13D環(huán)繞壓縮織物系統(tǒng)

3D技術(shù)的泳衣能最大限度的減小水的阻力，幫助運(yùn)動(dòng)員提高劃水率。如在2012年倫敦奧運(yùn)會(huì)上，孫楊就是穿著采用了該技術(shù)的FASTSKIN3奪取了男子400m自由泳冠軍。該技術(shù)能夠有效的減少阻力，增強(qiáng)氧氣平衡，提高游泳運(yùn)動(dòng)員的游速并增強(qiáng)其耐力。

之前，泳衣、泳帽和泳鏡的設(shè)計(jì)是不同的，一般都是分開獨(dú)立的。而后高科技泳衣時(shí)代的泳衣設(shè)計(jì)要求研發(fā)人員將泳衣、泳帽和泳鏡三者的設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，因?yàn)槠涫盏搅嗽S多規(guī)則和規(guī)定的限制。

3.2.2身體穩(wěn)定網(wǎng)格

在2012年倫敦奧運(yùn)會(huì)上就出現(xiàn)了身著浮凸線條泳衣的游泳選手，這類泳衣能明顯增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員的身體穩(wěn)定性，改善劃水姿勢(shì);而且這些線條很小不易察覺，還可以提升游泳選手入水和轉(zhuǎn)身的動(dòng)作能量。

3.2.3超聲縫合技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，越來(lái)越多的泳衣開始模仿人類皮膚和肌腱組織，采用無(wú)縫設(shè)計(jì)理念，因?yàn)槿祟惼つw極富彈性，更有利于游泳運(yùn)動(dòng)員劃水，能夠?yàn)槠涮峁╊~外的動(dòng)力。同時(shí)，這類泳衣能夠面世也要?dú)w功于超聲縫合技術(shù)的出現(xiàn)及應(yīng)用，其工作原理見圖3所示。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，文章基于高科技、新材料泳衣的興起和衰落過(guò)程，對(duì)高科技、新材料泳衣中的代表產(chǎn)物——鯊魚皮泳衣、氨綸裸絲復(fù)合面料泳衣的工作原理和性能進(jìn)行了分析，探討了高科技新材料泳衣對(duì)游泳競(jìng)技水平的影響。認(rèn)為當(dāng)前國(guó)際泳聯(lián)將高科技新材料泳衣歸類為“高科技興奮劑”的說(shuō)法有失公允，實(shí)際上高科技新材料裝備在各類型競(jìng)技運(yùn)動(dòng)中使用由來(lái)已久，如碳纖維材料在各類型球拍、自行車、水上運(yùn)動(dòng)中的使用等，而這些項(xiàng)目所取得的成績(jī)卻被人類社會(huì)廣泛承認(rèn)。所以針對(duì)高科技新材料泳衣未來(lái)的發(fā)展方向進(jìn)行了總結(jié)性探討，希望材料領(lǐng)域以及泳衣廠商能夠從泳衣新材料方向人手，生產(chǎn)出更多符合國(guó)際泳聯(lián)要求的新型泳衣。

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收稿日期：2020-02-10

作者簡(jiǎn)介：梁園（1985-），女，漢族，河南洛陽(yáng)人，碩士學(xué)位，講師，研究方向：體育教學(xué)、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。

基金項(xiàng)目：寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級(jí)課題（2019114Y）