新型材料在體育器材中的適用性及應(yīng)用前景探討

□ 侯敏婷（中山市體育場(chǎng)館管理中心 廣東 中山 528400）

近年來(lái)，人們生活整體質(zhì)量大大提升，對(duì)體育運(yùn)動(dòng)日益重視。同時(shí)隨著科學(xué)技術(shù)水平的日漸提升越來(lái)越多的體育活動(dòng)也逐漸有了新的發(fā)展方向。體育事業(yè)受到科技因素的影響范圍也越來(lái)越廣，這種發(fā)展趨勢(shì)為材料領(lǐng)域的發(fā)展也提供了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，尤其是競(jìng)技體育更是對(duì)材料的性能有著更高的要求，一般都要求使用的材料具備特殊的性能來(lái)提升競(jìng)技水平。伴隨著科技的日益進(jìn)步很多的新材料不斷的涌現(xiàn)，新的技術(shù)和材料使得體育類的器械種類多種多樣，也滿足了不同的需求。這一發(fā)展對(duì)體育項(xiàng)目的推動(dòng)是非常明顯的。新材料的出現(xiàn)代替了傳統(tǒng)的材料類型從而使得經(jīng)濟(jì)體育中科技因素和人性化因素占比越來(lái)越重。具有無(wú)限的發(fā)展前景。本文將對(duì)新型材料在體育器材中的適用性及應(yīng)用前景進(jìn)行初步探討。

1、新型材料應(yīng)用于體育器材中的價(jià)值

當(dāng)前世界上存在的材料種類大概有幾十萬(wàn)種之多，同時(shí)新型的材料以以驚人的速度不斷的涌現(xiàn)，這些新出現(xiàn)的材料品種會(huì)憑借其出色的性能特點(diǎn)在各種體育競(jìng)技項(xiàng)目中得到應(yīng)用。運(yùn)動(dòng)員的裝備、服裝、運(yùn)動(dòng)鞋、運(yùn)動(dòng)帽、訓(xùn)練器材和比賽器材等為直接應(yīng)用。而間接應(yīng)用則是指與運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地，裁判設(shè)備，信息報(bào)道，指揮通信等有關(guān)的各種材料需求。

新材料的產(chǎn)生和發(fā)展極大地促進(jìn)了體育器材的發(fā)展和進(jìn)步，由于新材料一般具備輕質(zhì)高強(qiáng)以及高延展性和耐腐蝕性等特點(diǎn)，同時(shí)易于加工和能夠進(jìn)行靈活的設(shè)計(jì)也是新型材料顯著的特點(diǎn)之一，同時(shí)還能夠兼顧環(huán)保，能夠?qū)崿F(xiàn)材料的再回收和再利用，不斷的對(duì)新型的工藝、材料以及技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行探究能夠推動(dòng)體育事業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，為體育競(jìng)技發(fā)展帶來(lái)巨大的影響。以硅酸鹽橡膠為例，作為田徑場(chǎng)跑道使用的最主要的材料，同時(shí)也是各種訓(xùn)練場(chǎng)進(jìn)行鋪墊的主要材料種類，硅酸鹽橡膠中的有機(jī)硅已經(jīng)達(dá)到了5000種之多，同時(shí)其產(chǎn)量和銷量也在不斷的增加，最近的幾十年以來(lái)在我國(guó)占據(jù)了很大的市場(chǎng)，具有非常廣闊的發(fā)展前景。

2、新型材料在體育器材中的具體應(yīng)用

概括來(lái)說(shuō)，新型材料在體育器材中的具體應(yīng)用主要有以下幾種：

2.1、碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用

與木材、鋼材、塑膠等傳統(tǒng)材料相比，碳纖維的材料特點(diǎn)也十分的明顯，由于其輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)擁有很大的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)楹芏嗟捏w育器材是要依靠人力進(jìn)行使用的，這種情況下質(zhì)量越輕就會(huì)使用起來(lái)更加省力，同時(shí)更能凸顯出優(yōu)勢(shì)，如球拍，球桿，高球桿，帆船等，碳纖維材料具備輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)，具備明顯的優(yōu)勢(shì)。比如使用碳纖維獨(dú)有的卷帶成型法制作的高爾夫球桿相比其他材料制成的球桿減重了將近一半之多，并且其性能不僅沒有大打折扣同時(shí)還有了很大的提升。同時(shí)碳纖維的延展性使得其能夠更加便捷的進(jìn)行設(shè)計(jì)成型，傳統(tǒng)的材料制成的體育器械由于種種限制無(wú)法達(dá)到令人滿意的效果，材料的自由度也并不強(qiáng)，碳纖維材料可以克服這種缺點(diǎn)來(lái)進(jìn)行不同需求的設(shè)計(jì)，從而達(dá)到傳統(tǒng)材料不能具備的效果。在現(xiàn)代體育運(yùn)動(dòng)發(fā)展飛速的今天，碳纖維材料的應(yīng)用符合體育發(fā)展的歷程，能夠讓體育運(yùn)動(dòng)愛好者充分體會(huì)到運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的快樂，這也是國(guó)家倡導(dǎo)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)身的一個(gè)重要因素。

2.2、納米材料的應(yīng)用

納米材料在體育競(jìng)技中應(yīng)用更加的廣泛，當(dāng)前納米材料使用比較比較多的一個(gè)地方就是球拍的制作，不僅能夠保證球拍的質(zhì)量足球請(qǐng)，同時(shí)還能保持足夠的彈性，擁有非常優(yōu)秀的手感和使用舒適度，也更加的結(jié)實(shí)耐用。WILSOMNCLDE網(wǎng)球拍由于將碳纖維材料中的孔洞使用納米材料進(jìn)行了填充從而使球拍性能得到更加的完善。當(dāng)前納米級(jí)別的網(wǎng)球拍已經(jīng)正式的得到使用，使用這種材料進(jìn)行噴涂可以讓球拍的表面產(chǎn)生氣體隔離層以阻止氣體對(duì)于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的滲透，從而球內(nèi)壓強(qiáng)的下降會(huì)變得比較緩慢，球拍的使用壽命就會(huì)有效的得到延長(zhǎng)。

另外使用納米技術(shù)進(jìn)行研制的水上項(xiàng)目訓(xùn)練服具備防水保溫以及透氣耐熱等特點(diǎn)，可以進(jìn)行多種多樣的水上運(yùn)用項(xiàng)目的練習(xí)，同時(shí)其出色的防護(hù)功能能夠保護(hù)運(yùn)動(dòng)員臂部，腰部等比較脆弱的部位不會(huì)受到太大傷害，具備重要的使用意義。比如由上海體育科學(xué)研究所上海市水上運(yùn)動(dòng)中心和科學(xué)院進(jìn)行聯(lián)合研制出來(lái)的納米運(yùn)動(dòng)服能夠起到冬天防水保溫，夏天透氣耐洗的特點(diǎn)，能夠很好的抑制細(xì)菌的滋生，解決很多水上項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的難言之隱。使得病毒性的過(guò)敏性疾病和濕疹等病例大大減少。

除了以上兩點(diǎn)之外，納米技術(shù)還廣泛的應(yīng)用于田徑跑道，相對(duì)于傳統(tǒng)的跑道，納米跑道具有更加耐磨、抗老化等功能，而且在環(huán)保上也超越了國(guó)家對(duì)于跑道材料中涉及到的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。在經(jīng)過(guò)一系列嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑囼?yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，納米跑道比傳統(tǒng)的跑道具備更加優(yōu)秀的耐磨性、阻燃性以及防霉性能，而且在使用中發(fā)現(xiàn)其使用壽命也遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)跑道，并且由于其優(yōu)良的回彈值以及壓縮復(fù)原性，更是受到了廣大職業(yè)田徑運(yùn)動(dòng)員的推崇。

2.3、生物工程塑料的應(yīng)用

生物工程塑料是一種新型的有機(jī)合成材料，擁有非常優(yōu)良的材料力學(xué)性能和高性價(jià)比，使用的范圍非常的廣泛，并且其擁有合成材料中最高的氧氣透過(guò)能力，憑借這一特點(diǎn)已經(jīng)在各種體育設(shè)施用品中得到廣泛使用。

穿戴材料方面包括的主要有頭盔和護(hù)具等，還有運(yùn)動(dòng)服和運(yùn)動(dòng)鞋襪等，這些器材不僅要求具備透氣的能力，同時(shí)還要具備較高的強(qiáng)度和韌性，當(dāng)前階段已經(jīng)開發(fā)出來(lái)的比如長(zhǎng)纖維這樣的復(fù)合性材料在具備高強(qiáng)度高韌性的同時(shí)質(zhì)量還十分的輕盈，這類材料的制作工藝是特殊的擠壓技術(shù)，能夠使得材料輕質(zhì)高強(qiáng)。相比于普通的材料而言能夠讓穿戴的運(yùn)動(dòng)員舒適感更強(qiáng)，因此也能幫助他們發(fā)揮出更強(qiáng)的競(jìng)技水平。

新材料在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地中的應(yīng)用主要是塑膠跑道的建設(shè)，硅橡膠就是一種典型的代表，作為生物工程塑料的典型代表，其具備極強(qiáng)的耐高溫能力，能夠在180攝氏度的高溫下正常的進(jìn)行工作，即便是溫度達(dá)到200度以上也能保持在一定的時(shí)間內(nèi)具備正常的工作性能，這些超強(qiáng)的彈性和韌性使得其各個(gè)方面的能力都十分的出色，得到了廣泛的應(yīng)用。

生物工程塑料在戶外器材的使用中有著明顯強(qiáng)于其他材料的性能，首先是其具備較強(qiáng)的抗老化能力，比如碳纖維-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料中加入氨基化碳納米管可以明顯對(duì)材料性能形成加成，這種特點(diǎn)使得其具備極高的應(yīng)用性，可以廣泛的在單雙杠，球類中央網(wǎng)等戶外設(shè)施得到應(yīng)用，甚至戶外的登山鞋中也能用到這種材料。能夠?qū)Φ巧窖b備的各項(xiàng)性能起到提升的作用。

3、新型材料在體育器材中的應(yīng)用前景

新型材料具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在未來(lái)的體育器材的發(fā)展中必將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。不光是對(duì)于新興經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，完善我國(guó)的經(jīng)濟(jì)形態(tài)，更深遠(yuǎn)的影響體現(xiàn)在其對(duì)于環(huán)境的保護(hù)，是一種更加注重環(huán)保，更加注重可持續(xù)發(fā)展的新型經(jīng)濟(jì)形態(tài)。展望新型材料在體育器材中的應(yīng)用前景及發(fā)展方向，將以下幾個(gè)方面入手：

3.1、體育器材材料將逐步個(gè)性化、智能化

伴隨著人們對(duì)于個(gè)性化的不斷追求，能夠進(jìn)行自由的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為了一種對(duì)材料的要求，這種基于自身身體條件素質(zhì)制定的體育器材，不僅更能適用于身體潛能的開發(fā)，還會(huì)減少由于超負(fù)荷運(yùn)動(dòng)或者不規(guī)范運(yùn)動(dòng)造成的運(yùn)動(dòng)傷害。這種新型材料的研發(fā)和應(yīng)用可以極大規(guī)模的適用到我國(guó)的競(jìng)技體育中，促進(jìn)我國(guó)競(jìng)技體育發(fā)展的同時(shí)，還可以促進(jìn)我國(guó)綠色經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。從而帶動(dòng)我國(guó)國(guó)民體育的發(fā)展，起到宣傳體育健身，體育強(qiáng)國(guó)的重要價(jià)值觀。雖然這種需求更多的是偏向于小眾化，但是正是這種小眾化的需求，可以更加快速的小規(guī)模的促進(jìn)新型材料的研發(fā)。雖然前期增長(zhǎng)緩慢，但是有需求就有進(jìn)步，縱觀現(xiàn)代手機(jī)的發(fā)展史，由最開始的電臺(tái)，BB機(jī)到現(xiàn)如今的智能機(jī)，其在技術(shù)上的跨越可謂是嘆為觀止。新型材料應(yīng)用到體育器材上，由此可見一斑。這種小眾的需求會(huì)使得材料的設(shè)計(jì)自由度不斷得到增長(zhǎng)，從而促進(jìn)產(chǎn)品的個(gè)性化和職能智能程度的發(fā)展，逐漸的會(huì)具備更強(qiáng)的專業(yè)性。形成一種新型的產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的多方面發(fā)展。

3.2、未來(lái)的材料更多的呼吁綠色材料的開發(fā)

隨著可持續(xù)發(fā)展觀在我國(guó)經(jīng)濟(jì)中的進(jìn)程推進(jìn)，綠色發(fā)展觀在人們心中不斷的深入，環(huán)保成了現(xiàn)如今社會(huì)發(fā)展的一大主要主題。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，這使得人們的健康意識(shí)有了極大的提高和發(fā)展，比如更加注重健身，更加注重生活中使用的日常用品是否安全，健康。近年來(lái)，全球氣候變暖，天氣變化異常，生存環(huán)境的日益惡化，成為了全球需要面對(duì)解決的重要課題。其中材料的可降解性能也逐漸成為了評(píng)價(jià)一種材料的主要指標(biāo)，除此之外材料是否可重復(fù)利用，這也是建設(shè)環(huán)境友好和資源節(jié)約型社會(huì)的一個(gè)必然趨勢(shì)，因此綠色環(huán)保新材料的開發(fā)和發(fā)展將會(huì)擁有廣闊的空間。

3.3、更多性能優(yōu)異新型材料的開發(fā)是未來(lái)材料發(fā)展的主旋律

石墨烯復(fù)合材料等新材料將大大利用石墨烯材料的優(yōu)異性能，滿足材料的材料要求，隨著石墨烯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，具有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。

4、結(jié)束語(yǔ)

科學(xué)技術(shù)的發(fā)揮在那對(duì)于當(dāng)今的競(jìng)技體育發(fā)展而言是具備極強(qiáng)的推動(dòng)作用的，同時(shí)新型材料的發(fā)更是讓體育事業(yè)加速向前發(fā)展，隨著體育事業(yè)不斷的進(jìn)行推進(jìn)新材料的需求也必將不斷的得到增加，將不斷的推動(dòng)材料的發(fā)展進(jìn)步。