新材料推动体育运动发展

唐 明

（江苏食品药品职业技术学院 江苏·淮安 223003）

1 前言

伴随我国经济的高速发展，我国已从体育大国迈向体育强国。越来越多的体育渠道展现我国的综合国力，弘扬不屈不挠的民族精神。大力发展体育运动，已成为我国富国强民的国策。作为当今第一生产力的科学技术，无疑是推动体育发展的重要因素。越来越多通过新技术研发出来的新材料应用于体育运动领域，对多维度推动体育运动的发展起到了重要的作用。

2 新材料推动体育运动发展的作用

2.1 直接作用

直接作用的指新材料直接应用于运动员个人用品、体育运动器材等产品的制造生产中。伴随科技研发，工艺进步，目前碳纤维、阿德米拉纤维、新陶瓷材料、非金属纤维、硼纤维等新材料，都已直接应用于相关体育产品的制造。这些新材料直接用于体育运动器材的制造上。如：羽毛球拍、网球拍、自行车、跳高杆、帆船、赛艇、滑雪板、球杆等器材以及各类竞赛中的用球。

2.2 间接作用

现代体育运动离不开相关的场所、设备以及必要的通讯仪表支持。在生产同样会对材料产生各种需求，也使得新材料在体育运动发展中起到了重要的间接作用。

大量新材料应用于体育领域，首先提高了体育产品的质量和性能，再者也提升了运动员在使用时的安全性，第三，伴随新材料和新技术的应用，也直接促进运动员的潜能发挥、信心增强，取得更好的运动成绩。

3 新材料对体育运动发展的推动作用

3.1 新材料改善体育运动环境

上世纪70年代前，多数跑道是由煤渣混合泥沙铺垫而成。后来随着高分子化学合成材料研发，并应用于体育运动场地的建设，于是发明了富有弹性的塑胶跑道。正因为塑胶场地设施在表面上应用了新材料，完美地结合了人体的生物力学特征，给运动带来了前所未有的舒适感，从而对竞赛成绩的提升起到了很大的推动作用。同时鲜艳美观的跑道，可以振奋运动员比赛精神，提高竞赛水平。2008年北京奥运会，更是将纳米技术应用于运动场地建设，铺就的纳米跑道，比一般塑胶更符合力学特点，同时易保养，寿命长。运动员在全新的运动场所竞赛，运动损伤发生几率大大降低。

在体操运动项目上，相关的运动训练和比赛器材同样应用了新材料。在增加体操器械弹性和韧性的同时，不仅起到了保护运动员的作用，对于运动员在比赛中完成高难度动作也起到了很好的促进作用。在自由体操比赛中，自从使用富有弹性的弹簧场地，自由体操的动作难度获得了持续的的发展，运动员在比赛中已经常使用团身、屈体、直体空翻等动作，甚至出现了团身后空翻两周、三周等超难度动作。动作难度的提高以及完成动作所需客观条件的完善，极大地推动了体操技术的发展。再如新型涂料综合体，它是由3%的空隙涂后硬化的基础层结合聚氨酯树脂的表面层组成，通过人工合成，生产出的地板具备较好的弹性和柔软性，良好的舒适性在动作过程中起到了很好的缓冲效果，从而给膝关节和脚、踝以更好的保护。同时因为比赛噪音的降低，也确保了观众欣赏比赛的心情。

3.2 新材料提升体育运动器材制造水平

新材料提升体育运动器材制造水平是由新材料自身特点所决定的。例如将玻璃纤维增强材料或碳纤维等材料应用于羽毛球拍、网球拍的制造上。以前的球拍多数为木料和金属制成，使用起来不但重量重，强度差，手感舒适性也不好。而用新材料所生产的球拍具有明显的轻便性、强度好、手感舒适的特点。过去在登山和航海运动中，运动员使用的是麻绳，强度较差，运动中存在安全隐患。如今使用新材料非晶尼龙或碳纤维生产的运动绳索，具有很强的耐磨性和极高的使用安全性。新材料制造的体育运动器材，不仅提升的是体育器材的质量和性能，也会因其自身的高科技使得体育器材在使用过程中更富有运动的情趣。如使用发光材料制作的高尔夫球，当比赛遇到在光线不好的情形下举办时，球的荧光层自身发出绿色亮光，保证比赛正常进行止。同样的，夜晚垂钓时使用的夜光漂，更是让垂钓者领略了夜钓的种种乐趣。

3.3 新材料推动体育运动着装的发展

3.3.1 体育运动服装

因体育运动服装的质料和款式对运动员的成绩会产生直接影响，对于体育运动服装的开发和研究，越来越引起体育界的高度重视。在一些项目中，运动员所穿运动服装的不同，不仅影响比赛成绩，同时也会因裁判员个人对运动服装的产生的审美差异，对最终的打分形成影响。“轻、薄、柔、暖”是运动服装应具备的特色。目前制做运动服装的衣料，常用的有防水透湿布料、保湿吸汗衣料和减少阻力衣料。防水透湿布料不仅可以有效阻止外部的水分或风进到衣服内，同时还可以及实地把人体因运动而散发的热气排出衣服之外，适合制做登山服，滑雪衣，皮划艇服等。通过在聚酯再生纤维的混纺面料上，真空蒸镀一层在高温下能熔化的铝，不但可以对太阳光产生的红外线起到反射作用，同时对衣服内部的温度还可以起到有效的调节作用。冬季运动中，运动服必须具有很强的吸汗功能，以降低运动员大量出汗之后产生的寒冷感。因此就有了利用合成纤维单丝的粗细不同所产生的吸汗衣料。运动服装的衣料选择对游泳项目成绩的影响更加明显，科学实验表明，当游泳时的阻力若降低1%，其游泳速度在原有基础上可提高0.3%。澳大利亚斯皮多体育用品公司生产的“鲨鱼皮”，经测试，运动员身着这款泳装，其在水中的阻力比身着普通泳装可以降低7.5%，运动成绩在原有基础上获得3%的提高。在2000年悉尼奥运会上，身着这种泳装参加比赛的选手前后共计14次打破了世界纪录，这也再次证明了高科技运动产品对现代体育运动发展所起的推动作用。

3.3.2 运动鞋

运动跑鞋对于运动员来说至关重要。脚着地瞬间，人体会受到来自地面的冲击力，着地脚所承受的重量是体重的3倍。同时经科学验证，跑鞋重量每增加100g，运动员的体能消耗将增加1%，良好的减震作用和良好的稳定性将对运动产生重要影响。因现代田径规则对跑鞋的重量没有规定，因此如何减轻跑鞋的重量，已成为运动鞋厂家研发、生产所关注的重点。例如在1991年，美津浓公司为美国著名短跑运动员刘易斯制作的专用跑鞋，整个重量只有115g。其鞋底是用特制胶制成的，鞋钉为坚固的陶瓷所做，使这双跑鞋整体重量减轻了20g，在东京田径世锦赛上，帮助刘易斯摘取了100m跑金牌并以9.86s的成绩打破了世界纪录。

此外，研究人员还根据不同项目的特点，针对足球鞋、篮球鞋以及棒球鞋的在生产，也大量使用了新材料和新工艺，进一步优化了运动鞋的比赛效果，在各自的比赛项目中发挥了重要的作用。比较典型的是锐步公司生产的一款田径鞋，鞋重仅156g，鞋底材料采取碳纤维与玻璃纤维编织而成，在足跟与足弓部位垫有一种称为“鲨鱼皮”的新型尿烷材料，为了减少阻力，鞋前面还包了一层光滑的莱克拉，是一款具备重量轻、吸震、有弹性特点的鞋。

3.4 新材料有利于保护运动肌体

伴随奥林匹克百年发展史，竞技体育的所取得成绩已越来越接近人类身体的极限。因此，体育的竞争从一定层面上说，其实质已转化为科学技术的比拼，其中高科技研发下的新型材料的应用，为运动成绩的提高提供了物质保障，也同时极大的推动了体育科学技术水平的发展。

如今的科技，对于人体机能的研究已达到分子水平，不但有利于竞技体育成绩的提高，同样也有利于竞技体育的科学化、人性化和个性化发展。所以说，新材料对竞技体育中的运动肌体已经产生全方位的影响。

对运动员肌体保护上，首选塑料与复合材料中的新型材料，作为运动防护材料。如由塑料外壳和吸能泡沫制做的头盔及聚酸脂制做的护目罩，在练习时加以配戴，能对足球守门员和棒球手的头部和眼睛起到了很好保护。同样，使用高弹泡沫制造的鞋跟或鞋垫，也利于减轻运动时足跟疼痛。

新材料的投入使用，生产出相应的传感器和界面生物材料，使得运动成绩的不断提高成为可能，在肌肉收缩、信号传导和DNA复制等应用方面能够起到重要作用。例如开发的微型生物芯片，可将芯片植于皮下，随时监测机体在运动过程中的血糖水平，甚至可以通过对糖等物质的适时释放，来平衡机体在运动过程中所需血糖的正常水平。同样，还可将具有供氧功能的微型生物芯片植入人体部位，有效地提高运动员的氧运输能力，进而获得优异成绩。由于竞技体育的激烈对抗性，运动损伤不可避免，对于因运动训练导致的细胞结构形态与数目的变化，我们可以通过纳米级的敏感器进行监视，了解运动员在运动中，身体各器官功能的适时状态，充分利用纳米遥控技术，降低保健成本，提高成效。纳米技术应用于运动医学，使得运动疲劳机制的研究更加深入，特别是结合运动中枢神经系统的研究，对于运动中疲劳及其成因的研究将更加清晰，有利于疲劳的发现并及时制定对策，极大地提高了教练员在制定训练计划的针对性，为科学化运动训练与调控提供了依据。

4 结束语

体育运动的蓬勃发展离不开高科技的支撑。伴随新材料在体育运动领域中的广泛运用，不但会对竞技体育能起到重要影响，使比赛更加激烈，运动成绩不断提高，在全民健身上，也利于全民健身运动的普及与推广。反过来看，正因为体育运动的持续发展，对体育运动领域新材料的研发也提出了更高要求。我们必须充分利用二者相辅相成的关系，进一步提高新材料在体育运动中的应用，推动体育运动的科学发展。

[1]董雪娇.现代新材料技术与体育运动水平的提高[J].当代体育科技，2013，(4).

[2]董雪娇.现代新材料在体育领域的应用[J].当代体育科技，2013，(1).

[3]宋建勇.高新材料在体育教学中的应用[J].浙江化工，2004，(7).

[4]彭雪涵.新材料的应用于竞技体育的发展[J].广州体育学院学报，2007，(1).