这段时间,相信很多人在下班吃完饭后,就守在了电视机前,为自己支持的球队加油助威。在享受全世界最高水平足球赛事的同时,大家可能不知道,成就一场精彩足球比赛的,除了运动员、教练员、裁判员和球迷以外,还有化学工业的贡献。足球本身的发展就是材料科学发展的缩影,人造草皮助推了足球运动的进一步推广和发展,而足球运动员一身的高科技装备,更是依赖着化学工业。
一项球类运动能不能走向规范化,取决于能不能找到一种材料,使球能够在规定时间里保持尺寸、重量和内压的稳定,不被踢坏;同时,这种材料要保证球能够在全球各个地方都标准化生产。
1838年,这一困难被一个美国化学家解决,这个化学家就是大名鼎鼎的查尔斯·固特异。他发明的橡胶硫化技术,不仅成为了今天全球橡胶工业的基础,也成就了足球运动。直至今日,所有足球的内胆仍都是橡胶制品。
足球不能只有内胆,毕竟单纯的橡胶球踢起来也很不舒服。在19世纪中后期,足球制造商在橡胶内胆的外面,加上了真皮制的外层,这些足球也成为了最早的规范化足球形象,这时的足球,可以说是真正意义上的“皮球”。
但是这样的处理也有明显的问题:真皮容易吸水,如果在雨天踢球,足球会变得越来越重,用脚踢球和用躯干部位停球的时候还好,等到需要用头顶球的时候,蓄水的皮球和头发生碰撞,那滋味真心不好受。
1974年,阿迪达斯联手当时的拜耳材料公司(也就是现在的科思创),开发出了聚氨酯足球外层材料,并用在了当年的世界杯上。这种材料使足球具有了更好的弹性,而且不吸水、不腐坏,成为足球外层材料当仁不让的首选。到了1986年世界杯,真皮材料就彻底退出了世界杯舞台。
本次俄罗斯世界杯用球名为“Telstar18”,采用的是三元乙丙橡胶(EPDM)聚合技术,原料提取自甘蔗,还有效减少了碳氢化合物排放,做到了天然无污染。
合成材料 助力球员更好发挥WORLD FOOTBALL CUP
根据国际足联的规定,足球运动员的装备由球衣、短裤、球袜、球鞋和护腿板组成,如果是守门员,还需要佩戴手套。而这些装备的制作基本都离不开高技术含量的化工产品。
现代的球服要求能够最大限度地帮助球员散热、排汗,而运动时时常出现的拼抢和拉拽又要求球衣有很好的弹性。这样一来,传统的天然面料就无法胜任。当合成树脂行业发展起来以后,球衣面料迅速抛弃了羊毛和棉,转而使用涤纶和尼龙。
今天,高档球衣的面料使用的是莱卡,这是一种聚氨酯纤维(氨纶)。这种材料拥有极好的弹性,不易吸水,且能与其他面料混纺,成为了运动员球衣的首选面料。
2018世界杯赛事期间,球员的运动衣有60%左右都是由矿泉水瓶再利用加工而成。这种塑料抽取环保纱制作的环保球衣,不仅轻便透气,更是能快速排汗。
一直以来,袋鼠皮都是顶级球鞋鞋面材料的首选。而随着近年来合成材料行业的发展,涤纶、锦纶的超细纤维复合材料正在成为鞋面材料的新宠。目前,顶级合成材料已经可以克服天然皮革吸水、不耐磨的缺点,还能继承天然皮革的所有优点,且更耐用、原料成本更低。
鞋底材料则主要为热塑性聚氨酯(TPU),具有坚韧、耐磨和造价低的特性,非常符合足球鞋高强度对抗的要求。如果觉得TPU材料重,更轻但对抗性能稍差的尼龙也是不错的选择。
守门员手套可不是普通的针织品,手套的技术核心所在就是掌面材料,一般是利用天然橡胶和特定的合成橡胶组合起来的,其厚度为3~4毫米,要求具有很强的黏性和摩擦系数,可以帮助守门员更好抓住飞过来的皮球。在这些材料发展起来以前,守门员其实很少戴手套。如果我们在世界杯上看到“黄油手”,请记住,这一定是守门员的错。
目前,护腿板主要由玻璃纤维、发泡橡胶、聚氨酯、塑料和金属这5种材料制作而成。玻璃纤维重量轻且结构牢固,是最好的护腿板材料。近来,随着高性能纤维复合材料的发展,碳纤维和钛纤维的复合材料也成为了顶级护腿板的制造材料,在为运动员提供足够保护的同时,还不会给运动员带来负担。
人造皮草 让足球运动足以推广WORLD FOOTBALL CUP
我们在电视上看到的足球比赛,绝大多数都是在天然草皮球场上进行的。不过,这也带来了一个问题,天然草坪球场需要专人进行定期维护,浇水、修剪、除虫,如果一些地区太热、太冷、太干、太湿,都无法保证天然草皮的正常维护,运营成本会大幅提高。这对于一些学校、社区和公共场所的球场来说就很不切实际了。
这个时候,人造草皮就显现出了它的用武之地。所谓人造草皮,是将仿草叶状的合成纤维,植入机织的基布上,背面涂上起固定作用的涂层。
相对于天然草皮,人造草皮性能相近,且耐候性强、适用范围广、养护成本极低,非常适合那些不适合种植天然草皮的地区和场所使用,也有利于大众健身。
在冬季漫长的冰岛和在高原气候的不丹,当地均建立了铺设人造草皮的球场,这也帮助冰岛和不丹等国足球实力迅速提高。2015年的女足世界杯,成为第一个使用人造草皮的国际赛事。我们身边的球场,绝大多数使用的都是人造草皮。