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小颗粒,长距离

巴斯夫全新 InfinergyTM 发泡材料帮助阿迪达斯跑鞋取得革命性进步

世界是运动的。为了保持身体健康,越来越多的人加入了运动场和公路长跑的队伍。任何地方都可以跑步,您所需要的仅仅是舒适的服装和一双跑鞋。跑步运动的升温为全球运动器材行业带来了滚滚财源:全球跑步者每年花在装备上的费用约为 150 亿欧元。跑鞋更是他们关注的重中之重。即使只是偶尔跑步的人也要求轻质鞋底从而得到良好的减震性能和更舒适的跑步体验。

与以前相比,如今的运动鞋已经成为名副其实的高科技产品:不同材料的结合,不仅让运动鞋更加轻巧和稳定,也实现了按照跑步风格、用户期望和跑步方法对运动鞋进行精确定制。这些从运动鞋制造商的研发实验室便可见一斑:测试对象在灵敏的压力测量板上跑过,每一步的数据都会被精确分析和评估。

高速摄像机可巨细无遗地记录下运动模式及足跟到脚趾动作的每一个细节。之后的跑鞋设计过程会参考所有这些信息,以便帮助运动员发挥个人最佳水平——同时也为休闲跑步爱好者创造最佳跑步条件。

Photo: Shoe with Infinergy

制造商一直在寻找尖端技术和创新材质;阿迪达斯也在不断研发新的跑鞋。早在 20 多年前,巴斯夫的材料专家就开始为这家总部设在德国赫佐格奥拉赫的公司提供支持。阿迪达斯公司采用巴斯夫全新发泡微球InfinergyTM 研制出了具有卓越弹性和减震特性的革命性跑鞋 Energy Boost。其最大的亮点在于每一双跑鞋的核心元素——中底。发泡微球制成的中底可有效吸收跑步过程中对足部的冲击,为足部提供良好的减震性能。材质的高回弹效应可反馈大量能量,为跑步者带来独一无二的跑步体验。

Photo: Cross section of a single foam bead
一个发泡微球的横截面:这张扫描电子显微镜照片显示了巴斯夫塑料中含有的微小气泡(30 - 300 微米)。

Infinergy 主要由发泡热塑性聚氨酯 (E-TPU) 构成。“E-TPU 是由起始原料 TPU 颗粒发泡制成。”巴斯夫材料与工艺专家 Uwe Keppeler 博士解释道:“经过加压加热预处理后,原来 5 毫米大小的颗粒可以像爆米花一样膨胀。”

在这个过程中,内含微型密闭气泡的椭圆形微球的体积将增大 10 倍。巴斯夫的研发专家 Frank Prissok 博士说:“这些密闭气泡能够赋予发泡微球以优异的弹性和需要的回弹效果。每颗发泡微球都可以被看成是一个小足球:它们含有的空气越多,弹性和回弹性越 好。”

每只鞋中含有 2500 颗泡沫微球

每只阿迪达斯中底由 2500 颗发泡微球构成。要将它们加工成所需的外形,需要使用热蒸汽进行处理,在这个过程中发泡微球最外层轻微熔化并粘连成稳定形状,同时内部气孔结构不受影响。

采用 Infinergy 制作的中底可被压缩到极致:在两巴压力下,中底可压缩到一半大小。这对于足部减震非常重要。压缩力消失后,泡沫可迅速恢复到原来的形状。中底就是通过这样的方式吸收能量,然后将很大一部分能量反馈给跑步者。在回弹效应的作用下,Infinergy 发泡微球实际上将跑鞋转化成了能量胶囊:“足部离地时,相当一部分能量被回馈给运动员,带来焕然一新的跑步体验。很多跑步者都说仿佛这双鞋是有生命的。”阿迪达斯全球品牌创新高级总监 Gerd Manz 介绍说。这种巴斯夫特种泡沫的另一优点在于:它不但轻巧,还能在较大的温度范围内保持弹性。即使是在零下 20 摄氏度的严寒下,发泡微球也能确保 Energy Boost 保持卓越性能。“无论是冰天雪地,还是 30 摄氏度的夏天,跑步体验都毫无二致。”Manz 说道。

Photo: Rebound effect material
回弹材料:2500 颗 Infinergy 颗粒组成全新跑鞋的中底。

防穿孔轮胎材料

轻巧、高弹性——这些特殊性质赋予了 Infinergy 广泛的用途,其中部分已经进入试验阶段。有些应用虽然尚待时日,但无疑是可行的:比如,未来巴斯夫发泡微球可用来生产自行车爱好者梦寐以求的“防漏气”自行车轮胎。

Infinergy 也可用做跑道地坪材料。对于始终在寻找轻质坚固材料的汽车行业制造商而言,巴斯夫的特种泡沫也能开启全新的机遇。

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“刚柔并济”

阿迪达斯全球品牌创新高级总监 Gerd Manz 访谈

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Infinergy 为新跑鞋带来了哪些优点?
巴斯夫的新材料使新跑鞋得以兼顾柔软性和高回弹性——这两种特性以前被认为是难以并存的。Energy Boost 的中底提供了全新的跑步体验。

阿迪达斯如何进行新材料测试?
比如,我们会模拟脚跟着地以测量材料的能量回馈性能。结果发现巴斯夫特种塑料的能量回馈性能远远优于之前的材料。此外,我们也在气候模拟室中对温度稳定性进行了分析,结果显示与普通发泡材料相比,中底材料的温度耐受性能提高了三倍。

中底的耐用性如何?
在压缩测试中,我们对该材料进行了 10,000 次 压缩以评估其耐用性:虽然 Infinergy 比之前的发泡材料要软,但孔状结构的寿命却更长,跑鞋经过数百公里测试依然保持优异性能。

奶牛软床

奶牛也爱软床—— 它们在软床上休息的时间越长,牛奶质量越好。反刍动物每天至少应当休息 12 个小时以上,因为在它们休息时乳房供血状况最佳——这样就能够提高牛奶产量。

奶牛也是一种十分挑剔的动物,它们可不会随便在什么地方卧倒。采用 Infinergy 创新颗粒泡沫制成的奶牛床垫不仅柔软而且十分耐用,即使在长时间使用后也能保持弹性。巴斯夫全新泡沫首次将这两种性能融合为一体。该床垫已经通过德国农业学会 (DLG) 10 万次 1 吨负载实验。DLG 牛场实地测试正在进行中。

儿童乐园“丛林地带”缓冲区

跨过河流,越过乱石,走过吊桥,穿过峡谷。现在,风湿病患儿也能在更加安全的地方体验惊心动魄的历险:2012 年秋季,德国加尔米施-帕滕基兴儿童风湿症临床医学院与慕尼黑公司 Innovationsmanufaktur 联合打造的运动乐园正式启用。在这里,小患者们也可再次享受运动的乐趣。研究显示,风湿症和运动并无互斥关系 - 相反,针对性训练有助于患者恢复健康。不过,很重要的一点是患儿的关节不能过劳。所以乐园特别需要减震性能良好的地板和柔软材质。巴斯夫创新材料 Infienergy 为运动乐园的“丛林地带”提供了最佳性能。得益于出色的回弹性,地坪能够有效减小下落冲击。

这种材料的耐候性和耐用性也非常出色,是户外应用的理想选择。