基于马拉松运动分析碳板跑鞋的鞋材应用

研究表明，在特定的跑步条件下跑步鞋重量每增加100g，3000m距离的跑步时长将增加 0.78%，因此一款轻便舒适的跑鞋，对于提高跑步效率尤为重要。

在马拉松运动中，经过长距离跑步后，由于人体能量的下降和肌肉控制度的降低，会导致关节和肌肉的控制度下降，进而产生跑步过程中的功转移，形成能量损耗。

碳板是一种高强度、轻量化的碳纤复合材料，一般由碳纤维丝和环氧树脂复合粘合形成，通常嵌入跑鞋的中底位置。其主要作用是利用杠杆原理，将跑者落地时的冲击力储存，并在蹬地瞬间释放，形成额外的推进力。

碳板技术能够减少跑者每一步的能量损耗，帮助维持跑步效率，特别是在长时间运动中表现出色。研究表明，嵌入碳纤维板的跑鞋可减少约 4% 的跑步能耗，因此被视为提升成绩的“黑科技”。

• 支撑型碳板跑鞋的碳板区域一般比较小，或者着重加强的区域就在足弓处，碳板帮足弓吸收了相当一大部分向下的力，从而达到了足弓支撑的效果，减小了足弓的压力，鞋款如多威征途，安踏C202；

• 调节型碳板跑鞋是在“支撑型”碳板跑鞋的基础上发展出来的，碳板的面积也更大，形状一般是在鞋子中心位置形成一个“X”形状的交叉，然后向前后两边延伸，以“X型”、“Y型”为主，主要作用在于提供“支撑性”和“稳定性”，鞋款如特步160X；

• 推动型（铲型）碳板跑鞋的碳板是整块设计，没有镂空，具备大家所认为的碳板跑鞋应有的功能-“提升成绩”，鞋款有耐克Next%、李宁䨻、NB的FuelCell 5280、多威神行者。

尽管碳板跑鞋具有诸多优势，但并不适合所有跑者。碳板的刚性和结构特点决定了它更适合具有较强跑步技术和力量的跑者。

如果没有充分的力量和技术基础，跑者可能会感到不适或增加受伤风险，不同需求的跑者需选择合适的碳板类型：

• 支撑型碳板跑鞋更适合大跑量训练，提供额外的足弓支撑和稳定性
• 调节型适合竞技水平中等的跑者，能更好地利用碳板的性能提升跑步经济性
• 推动型则专为追求成绩突破的跑者设计，最大化推进效应以提升速度

当然，需要客观认知的是，碳板固然很强，但在跑鞋中应用，它是需要搭配高性能发泡中底才能发挥更高作用，两者是相辅相成，碳板一般是在中底的上面或者下面或者嵌入在中底里。

2、中底科技

2.1、PEBA

近年来，PEBA尼龙弹性体逐渐成为最强劲的跑鞋中底材料，它是一种由刚性聚酰胺嵌段和软聚醚嵌段组成的嵌段共聚物。

聚酰胺的刚性和聚醚的弹性相结合，在反复弯曲过程中，可以使得PEBAX弹性体获得极高的能量回收，从而能量损耗系数降到更低。

Nike的 ZoomX中底技术，是由PEBAX超临界板材发泡而成的弹性体，能量回馈率高达 85%，曾在跑鞋领域引起了巨大的轰动，可谓是跑鞋中的顶级中底材料。

如搭载了Zoomx的Alphafly、Vaporfly系列跑鞋，成为大迫杰、贝克勒等长跑名将的常用战靴。

李宁的䨻科技结合PEBAX材料与超临界流体发泡工艺，具有更轻更弹超级缓震的特点，能量回弹高达 80%，较 E-TPU 材料提高 10%，中底密度仅为 0.11g/cm³，相比传统 TPU 发泡材料轻 60%，最大化降低鞋体重量。

近日李宁发布的超䨻科技更是突破性能巅峰，材料密度低至0.07g/cm³，能量回归率高达89%。其飞电5 ULTRA、飞电5 ELITE、飞电5 CHALLENGER等六款新品就搭载了该超䨻技术。

2.2、EVA

EVA是鞋中底最早使用的发泡材料，其材质轻，易加工，纯 EVA 发泡的回弹性一般在 40 - 45%。由于 EVA 发泡材料价格优势，在很长一段时间都是是大众运动鞋最主力的材料选择。

应用超临界发泡EVA的典型代表有中乔的巭Pro，搭载了巭PRO的飞影PB系列，是初代碳板跑鞋性价比较高的国产碳板跑鞋。

巭Pro-回弹科技材料采用超临界“小发大”物理发泡工艺。突破了原有EVA材质的性能局限，在更广域的范围实现更轻、更软、更弹：

• 同化学发泡相比，巭Pro-回弹科技超临界发泡中底具有更精细的泡孔结构和更稳定的性能；

• 巭Pro-回弹科技超临界发泡中底轻量化优势明显（密度仅为0.08-0.12g/cm3）,能量回馈性能优异（高达92%以上）；

• 超临界发泡以氮气或者二氧化碳为发泡剂，环保纯净，具有食品安全等级。
  

2.3、ETPU

TPU即热塑性聚氨酯弹性体，是一种由二异氰酸酯、扩链剂、多元醇组成的嵌段共聚物。其中多元醇组成的软段表现出柔性和韧性，而二异氰酸酯作为硬段，赋予材料硬度和刚性，并且硬段结晶后作为物理交联点，使TPU表现出高弹性。

因此TPU具有拉伸强度高、伸长率大，长期压缩永久变形率低等显著优点，而发泡后的TPU即ETPU，成型后呈爆米花状，具有优异的回弹性和形变恢复能力，其泡沫落球回弹值通常可达到60%。

2013年，阿迪达斯就推出了以“爆米花”（ETPU）为核心的Boost中底科技，并使用在了EnergyBOOST跑鞋上；2015年，阿迪达斯又推出的UltraBoost中底泡棉技术，并推出了UltraBoost系列跑鞋，当时彻底震惊了跑鞋圈。

2.4、TPEE

TPEE及热塑性聚酯弹性体，本质是聚酯为硬段和聚醚/聚酯为软段的嵌段聚合物，常见的TPEE是聚醚酯型，以PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）和 PTMG（聚四氢呋喃）为主要结构组分。

高回弹性、耐反复疲劳性、低温柔韧性等优异性能使得TPEE成为户外运动用品首选材料，

阿迪达斯于2022年初上市的Adizero ADIOS Pro 2，搭载了其Lightstrike Pro科技，该材料是由TPEE超临界发泡而成，拥有不输ZoomX的缓震回弹体验，并在ROAD TO RECOEDS记录挑战赛中取得了相当不错的成绩。

来源：艾邦弹性体网综合整理

原文始发于微信公众号（艾邦弹性体网）：基于马拉松运动分析碳板跑鞋的鞋材应用