新型材料在體育器材中的適用性及應用前景探討

□ 侯敏婷（中山市體育場館管理中心 廣東 中山 528400）

近年來，人們生活整體質量大大提升，對體育運動日益重視。同時隨著科學技術水平的日漸提升越來越多的體育活動也逐漸有了新的發展方向。體育事業受到科技因素的影響范圍也越來越廣，這種發展趨勢為材料領域的發展也提供了新的機遇和挑戰，尤其是競技體育更是對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提升競技水平。伴隨著科技的日益進步很多的新材料不斷的涌現，新的技術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。這一發展對體育項目的推動是非常明顯的。新材料的出現代替了傳統的材料類型從而使得經濟體育中科技因素和人性化因素占比越來越重。具有無限的發展前景。本文將對新型材料在體育器材中的適用性及應用前景進行初步探討。

1、新型材料應用于體育器材中的價值

當前世界上存在的材料種類大概有幾十萬種之多，同時新型的材料以以驚人的速度不斷的涌現，這些新出現的材料品種會憑借其出色的性能特點在各種體育競技項目中得到應用。運動員的裝備、服裝、運動鞋、運動帽、訓練器材和比賽器材等為直接應用。而間接應用則是指與運動場地，裁判設備，信息報道，指揮通信等有關的各種材料需求。

新材料的產生和發展極大地促進了體育器材的發展和進步，由于新材料一般具備輕質高強以及高延展性和耐腐蝕性等特點，同時易于加工和能夠進行靈活的設計也是新型材料顯著的特點之一，同時還能夠兼顧環保，能夠實現材料的再回收和再利用，不斷的對新型的工藝、材料以及技術特點進行探究能夠推動體育事業的發展和進步，為體育競技發展帶來巨大的影響。以硅酸鹽橡膠為例，作為田徑場跑道使用的最主要的材料，同時也是各種訓練場進行鋪墊的主要材料種類，硅酸鹽橡膠中的有機硅已經達到了5000種之多，同時其產量和銷量也在不斷的增加，最近的幾十年以來在我國占據了很大的市場，具有非常廣闊的發展前景。

2、新型材料在體育器材中的具體應用

概括來說，新型材料在體育器材中的具體應用主要有以下幾種：

2.1、碳纖維復合材料的應用

與木材、鋼材、塑膠等傳統材料相比，碳纖維的材料特點也十分的明顯，由于其輕質高強的特點擁有很大的優勢。因為很多的體育器材是要依靠人力進行使用的，這種情況下質量越輕就會使用起來更加省力，同時更能凸顯出優勢，如球拍，球桿，高球桿，帆船等，碳纖維材料具備輕質高強的特點，具備明顯的優勢。比如使用碳纖維獨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還有了很大的提升。同時碳纖維的延展性使得其能夠更加便捷的進行設計成型，傳統的材料制成的體育器械由于種種限制無法達到令人滿意的效果，材料的自由度也并不強，碳纖維材料可以克服這種缺點來進行不同需求的設計，從而達到傳統材料不能具備的效果。在現代體育運動發展飛速的今天，碳纖維材料的應用符合體育發展的歷程，能夠讓體育運動愛好者充分體會到運動帶來的快樂，這也是國家倡導運動強身的一個重要因素。

2.2、納米材料的應用

納米材料在體育競技中應用更加的廣泛，當前納米材料使用比較比較多的一個地方就是球拍的制作，不僅能夠保證球拍的質量足球請，同時還能保持足夠的彈性，擁有非常優秀的手感和使用舒適度，也更加的結實耐用。WILSOMNCLDE網球拍由于將碳纖維材料中的孔洞使用納米材料進行了填充從而使球拍性能得到更加的完善。當前納米級別的網球拍已經正式的得到使用，使用這種材料進行噴涂可以讓球拍的表面產生氣體隔離層以阻止氣體對于內部結構的滲透，從而球內壓強的下降會變得比較緩慢，球拍的使用壽命就會有效的得到延長。

另外使用納米技術進行研制的水上項目訓練服具備防水保溫以及透氣耐熱等特點，可以進行多種多樣的水上運用項目的練習，同時其出色的防護功能能夠保護運動員臂部，腰部等比較脆弱的部位不會受到太大傷害，具備重要的使用意義。比如由上海體育科學研究所上海市水上運動中心和科學院進行聯合研制出來的納米運動服能夠起到冬天防水保溫，夏天透氣耐洗的特點，能夠很好的抑制細菌的滋生，解決很多水上項目運動員的難言之隱。使得病毒性的過敏性疾病和濕疹等病例大大減少。

除了以上兩點之外，納米技術還廣泛的應用于田徑跑道，相對于傳統的跑道，納米跑道具有更加耐磨、抗老化等功能，而且在環保上也超越了國家對于跑道材料中涉及到的環保標準。在經過一系列嚴謹的試驗對比發現，納米跑道比傳統的跑道具備更加優秀的耐磨性、阻燃性以及防霉性能，而且在使用中發現其使用壽命也遠高于傳統跑道，并且由于其優良的回彈值以及壓縮復原性，更是受到了廣大職業田徑運動員的推崇。

2.3、生物工程塑料的應用

生物工程塑料是一種新型的有機合成材料，擁有非常優良的材料力學性能和高性價比，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能力，憑借這一特點已經在各種體育設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具等，還有運動服和運動鞋襪等，這些器材不僅要求具備透氣的能力，同時還要具備較高的強度和韌性，當前階段已經開發出來的比如長纖維這樣的復合性材料在具備高強度高韌性的同時質量還十分的輕盈，這類材料的制作工藝是特殊的擠壓技術，能夠使得材料輕質高強。相比于普通的材料而言能夠讓穿戴的運動員舒適感更強，因此也能幫助他們發揮出更強的競技水平。

新材料在運動場地中的應用主要是塑膠跑道的建設，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，其具備極強的耐高溫能力，能夠在180攝氏度的高溫下正常的進行工作，即便是溫度達到200度以上也能保持在一定的時間內具備正常的工作性能，這些超強的彈性和韌性使得其各個方面的能力都十分的出色，得到了廣泛的應用。

生物工程塑料在戶外器材的使用中有著明顯強于其他材料的性能，首先是其具備較強的抗老化能力，比如碳纖維-環氧樹脂復合材料中加入氨基化碳納米管可以明顯對材料性能形成加成，這種特點使得其具備極高的應用性，可以廣泛的在單雙杠，球類中央網等戶外設施得到應用，甚至戶外的登山鞋中也能用到這種材料。能夠對登山裝備的各項性能起到提升的作用。

3、新型材料在體育器材中的應用前景

新型材料具有的獨特優勢，在未來的體育器材的發展中必將產生深遠影響。不光是對于新興經濟的發展，完善我國的經濟形態，更深遠的影響體現在其對于環境的保護，是一種更加注重環保，更加注重可持續發展的新型經濟形態。展望新型材料在體育器材中的應用前景及發展方向，將以下幾個方面入手：

3.1、體育器材材料將逐步個性化、智能化

伴隨著人們對于個性化的不斷追求，能夠進行自由的設計已經成為了一種對材料的要求，這種基于自身身體條件素質制定的體育器材，不僅更能適用于身體潛能的開發，還會減少由于超負荷運動或者不規范運動造成的運動傷害。這種新型材料的研發和應用可以極大規模的適用到我國的競技體育中，促進我國競技體育發展的同時，還可以促進我國綠色經濟的增長。從而帶動我國國民體育的發展，起到宣傳體育健身，體育強國的重要價值觀。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模的促進新型材料的研發。雖然前期增長緩慢，但是有需求就有進步，縱觀現代手機的發展史，由最開始的電臺，BB機到現如今的智能機，其在技術上的跨越可謂是嘆為觀止。新型材料應用到體育器材上，由此可見一斑。這種小眾的需求會使得材料的設計自由度不斷得到增長，從而促進產品的個性化和職能智能程度的發展，逐漸的會具備更強的專業性。形成一種新型的產業鏈，促進我國經濟的多方面發展。

3.2、未來的材料更多的呼吁綠色材料的開發

隨著可持續發展觀在我國經濟中的進程推進，綠色發展觀在人們心中不斷的深入，環保成了現如今社會發展的一大主要主題。隨著經濟的發展，人民生活水平的提高，這使得人們的健康意識有了極大的提高和發展，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，全球氣候變暖，天氣變化異常，生存環境的日益惡化，成為了全球需要面對解決的重要課題。其中材料的可降解性能也逐漸成為了評價一種材料的主要指標，除此之外材料是否可重復利用，這也是建設環境友好和資源節約型社會的一個必然趨勢，因此綠色環保新材料的開發和發展將會擁有廣闊的空間。

3.3、更多性能優異新型材料的開發是未來材料發展的主旋律

石墨烯復合材料等新材料將大大利用石墨烯材料的優異性能，滿足材料的材料要求，隨著石墨烯產業化進程的不斷推進，具有廣闊的應用前景和發展空間。

4、結束語

科學技術的發揮在那對于當今的競技體育發展而言是具備極強的推動作用的，同時新型材料的發更是讓體育事業加速向前發展，隨著體育事業不斷的進行推進新材料的需求也必將不斷的得到增加，將不斷的推動材料的發展進步。