科技“暗戰(zhàn)”伴奧運(yùn)

第29屆奧林匹克運(yùn)動會在北京舉行，在這個(gè)全球收視率超過40億觀眾的競技場上，除了精彩紛呈的賽事和頑強(qiáng)拼搏的選手外，而隱藏在運(yùn)動員裝備中的無數(shù)科技“細(xì)節(jié)”也值得拿出來曬曬。

飛行纖維“金縷鞋”

牙買加飛人博爾特堪稱北京田徑賽場最引人注目的新星。在他之前，人類從來沒有跑進(jìn)過9秒70，也從來沒有出現(xiàn)過如此“囂張”的百米沖刺——或許他還能跑得更快!閃光燈和歡呼聲營造了一個(gè)人類盛典的場景。博爾特拿起自己金縷鞋子打廣告，其實(shí)他更像是在炫示自己。在整個(gè)百米比賽過程中，他的鞋帶都沒綁緊!或許他不穿鞋也能成為地球上跑得最快的人。

一個(gè)世紀(jì)前的百米短跑成績平均每年提高0.015秒，如今已經(jīng)減緩到每年提高0.006秒了。人們越來越注重從跑鞋上挖掘點(diǎn)滴的潛力。根據(jù)測試，跑鞋質(zhì)量每增加100克，運(yùn)動員的體能消耗將增加1％，1991年東京田徑世錦賽上，美國短跑名將劉易斯打破百米世界紀(jì)錄時(shí)的跑鞋只有115克；2000年悉尼奧運(yùn)會上，美國女飛人瑪麗安，瓊斯的“水晶鞋”則只有99克；加拿大“黑豹”貝利的跑鞋輕得更被形容為“帶釘?shù)囊m子”。類似“金縷鞋”的研制受懸索橋鋼纜啟發(fā)，用堅(jiān)韌的細(xì)線替代全部厚重的框架結(jié)構(gòu)。這種聚乙烯纖維細(xì)線和金絲創(chuàng)造出的有史以來最輕的“飛行纖維”，又不失跑鞋應(yīng)有的結(jié)實(shí)、耐用、完整性及支撐功能。

飛天魔棒

8月T8日，俄羅斯撐竿跳“女皇”伊辛巴耶娃隨著鳥巢9萬名觀眾的熱情掌聲成功地躍過了5.05米的新高度。除教練對伊辛巴耶娃助跑、撐竿和過桿技術(shù)潛力的充分挖掘外，伊辛巴耶娃手中的碳纖維撐竿當(dāng)然也是功不可沒。

一根沉重、沒有彈性、容易折斷的木桿時(shí)代撐竿跳成績只有3.30米；1905年運(yùn)動員開始使用質(zhì)量較輕、有一定彈性的竹竿，最高成績達(dá)到了4.77米；1930年用金屬桿將成績提高到4.80米。但真正的突破還是在1985年。那年，后來被譽(yù)為“撐竿跳高沙皇”的前蘇聯(lián)運(yùn)動員布勃卡，借助一種用玻璃纖維、合成樹脂以及超柔軟、超強(qiáng)度纖維混合制咸的現(xiàn)代化撐竿，一跳成名。如今，俄羅斯選手伊辛巴耶娃的撐竿已經(jīng)向碳纖維邁進(jìn)——桿頭和桿尾采用了大量碳纖維材料，桿體更輕盈，反彈力更強(qiáng)勁，它能夠彎曲接近90度以儲存大量形變勢能，并快速釋放反彈。

“聰明衣”和“航空盔”

激烈的競技不僅出現(xiàn)在人與人之間，科學(xué)技術(shù)的“明爭暗斗”也已成為奧運(yùn)會的一個(gè)重要組成部分，因?yàn)椤敖鹋沏y牌間的差距往往比頭發(fā)絲還細(xì)微”。自上世紀(jì)90年代以來，越來越多的田徑選手穿著連體緊身衣褲參賽，而在以前，這種裝束更像是一個(gè)游泳運(yùn)動員。在1996年亞特蘭大奧運(yùn)會上，德國鐵餅冠軍里德爾比賽時(shí)穿著只有一只袖子的奇怪運(yùn)動服，這種獨(dú)袖衣能夠增強(qiáng)他拋擲鐵餅的力量。

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人體溫度達(dá)到39.5℃時(shí)，運(yùn)動水平大幅下降。對于在短時(shí)間之內(nèi)要?jiǎng)?chuàng)造和突破極限的運(yùn)動員來說，阻力和散熱是至關(guān)重要的，為此科學(xué)研究人員針對在不同領(lǐng)域的運(yùn)動員發(fā)明了一系列的“聰明服裝”。首先，中國跳水隊(duì)被稱為“夢之隊(duì)”，所以運(yùn)動員身穿的跳水服裝不僅排水，而且還有“壓水花”的功能；特有的背部排水槽能夠在人體入水后迅速排干積水，使水花降到最低。而美國選手在新設(shè)立的山地越野自行車項(xiàng)目上穿著的一款超輕皮衣，也具有“條狀排氣”功能，既涼爽又符合空氣動力學(xué)原理。在2008年北京奧運(yùn)會上，劉翔的新運(yùn)動服名字就叫做“零阻力”。遺憾的是劉翔因傷放棄比賽，“零阻力”運(yùn)動衣發(fā)揮了“零”作用。另外，還有用金屬涂料、塑料等材料做成的“降溫”背心，讓運(yùn)動員在比賽前1小時(shí)穿上，可以延緩運(yùn)動員體溫上升。

運(yùn)動員的頭盔多數(shù)是為了保護(hù)頭部，拳擊、曲棍球、棒球等運(yùn)動都是如此。而說到科技含量，自行車運(yùn)動員的頭盔因?yàn)榭紤]到加入空氣動力學(xué)的考量，科技含量更高一籌。在高速運(yùn)動中，空氣順著頭盔刻線的方向流動，在腦后形成一個(gè)漩渦，這樣就不會減慢速度。航空頭盔可使空氣在頭上流過的阻力減少2％，把阻力降到最低。

碳素自行車

另外，荷蘭自行車知名制造商為荷蘭運(yùn)動員波斯研發(fā)了一款自行車，聲稱是世界上空氣阻力最小的自行車。這輛車的研發(fā)人員包括設(shè)計(jì)火箭和戰(zhàn)斗機(jī)的研發(fā)人員，研發(fā)經(jīng)費(fèi)也從最先的10萬最終升至100萬美元。這款車的骨架采用碳素纖維制作，質(zhì)量只有7.4千克，它的前部、縱剖面都比較窄，軸距也比老式自行車短了5厘米，車輪與車胎的結(jié)合非常緊密，幾乎看不到結(jié)合縫。更神奇的是，它的所有螺母、螺栓都是看不到的，全都隱藏在了車身內(nèi)部，這樣可以減少空氣阻力。據(jù)測試，這款車在4000米的比賽中可以把成績提高2～3秒。

奧運(yùn)新品秀

中國是世界上最大的體育用品生產(chǎn)基地，目前全世界65％的體育用品是由中國制造。新材料和新器械能夠幫助運(yùn)動員追求“更高、更快、更強(qiáng)”的目標(biāo)。換句話說，這些新運(yùn)動器械更利于克服阻力和地心引力。下面我們來認(rèn)識一下運(yùn)動專家特意為2008年北京奧運(yùn)會量身定做的科技利器。

邊緣鐵餅：專門為北京奧運(yùn)會打造的鐵餅之一。它89％的質(zhì)量位于邊緣，剩下11％的質(zhì)量在中間是塑料。研究顯示，將大部分質(zhì)量分布在邊緣的鐵餅，有利于同等角速度下獲得最大的角動量而更好地保持陀螺效應(yīng)，使運(yùn)動員能發(fā)揮更高的水平。

新型弓：弓臂由柔韌性強(qiáng)、抗撞擊的復(fù)合泡沫塑料做成，和美國海軍的洛杉磯級核潛艇中采用的是相同材料。

碳纖維標(biāo)槍：北京奧運(yùn)會男子項(xiàng)目上主要使用的兩種標(biāo)槍之一，外面包裹碳纖維材料的鋁制標(biāo)槍，好比用碳纖維編織的漁網(wǎng)絲襪包裹著一根碩大牙簽。這種鋁和碳成分各半的標(biāo)槍減少了對投擲者肘部的壓力，在質(zhì)量和力量之間找到了近乎完美的平衡，將標(biāo)槍的震動時(shí)間減少10％，讓標(biāo)槍流線更加合理，可以飛行得更遠(yuǎn)。

超輕壘球棒：采用超輕、超活性材料——黑縞瑪瑙碳，該材料和波音787客機(jī)機(jī)身的材料一樣。

芯片氣手槍：常用于現(xiàn)代五項(xiàng)全能、10米氣手槍比賽，它的電子扳機(jī)由微芯片控制。

除了上述高科技裝備之外，其他諸如射擊隊(duì)采用的激光瞄準(zhǔn)測試系統(tǒng)、擊劍比賽的透明面罩等，也都在各自領(lǐng)域發(fā)揮著愈來愈重要的作用。進(jìn)入21世紀(jì)的奧運(yùn)會比賽再也不全是運(yùn)動員自身的較量，高科技含量的各種技術(shù)裝備正逐漸成為競技賽場不可或缺的東西。