相信許多朋友都知道跑鞋的避震很重要,但你知道避震指的是什麼嗎?而跑鞋的避震設計又有哪幾種?他們又是如何實現避震效果的呢?本文以淺顯易懂的方式說明什麼是避震以及避震的設計,並用影片和過程分解讓你秒懂避震是如何達成的。
避震,是跑鞋設計中重要元素之一,因為跑步時雙腳需要反覆承受約體重1.5至3倍的衝擊力,長時間累積下來,對下肢的負擔不容小覷。各家運動鞋廠牌無不投入心力在研究如何提升避震功能,從鞋底的緩衝材質、厚度、形狀等角度,尋求最佳的配置,來減少著地的衝擊力。避震的目的是減緩足部接觸地面時,衝擊力上升的速度與幅度。
如下圖所示,穿上有避震功能的鞋子後,可降低力量上升的速度(藍箭頭的斜度)與幅度(藍圈的高度),進而達到避震緩衝的目的;反之,若不能有效延緩衝擊,如赤腳後足著地,則會使力量急劇上升,並承受較大的力量峰值,進而導致傷害發生的風險提高。
要達成避震的目的,使鞋底在接觸地面時能吸收衝擊,實際的方法是透過鞋底的「形變」,來延緩撞擊的持續時間並吸收力量,其方法有兩種,材料避震與結構避震。例如當你踩在軟墊時,軟墊會下陷藉此吸收衝擊,使你感覺到避震的效果,這類我們稱為材料避震;而另一種結構避震,則如生活中常見的彈簧或拱橋,透過外部結構的形變來達吸收與緩衝避震。目前市面上跑鞋的避震設計也可分為此兩類。
材料避震:利用材料自身的形變來達到避震的功能。跑鞋中常見的材料避震設計,透過使用發泡材料、EVA、E-TPU 等較軟的材料,來吸收撞擊。例如 NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 及 ADIDAS ULTRABOOST 20。
結構避震:利用外部結構的形變來達到避震的效果。經常利用波浪或拱橋的形狀來到支撐與緩衝的功能。例如 MIZUNO WAVE RIDER 23 及ON CLOUD ACE。
本文使用上述各兩雙代表材料避震與結構避震的跑鞋做示範,請兩名退役的田徑跑者,分別穿著兩款鞋進行測試,A 跑者穿著NIKE 與 MIZUNO,B 跑者穿著ADIDAS 與 ON,以5 分速 (5min/km) 進行30 公尺平穩速度跑。於20 公尺處架設攝影機,以高速攝影模式 (每秒240格) 捕捉足部著地瞬間到腳掌踩平地面的變化。
NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT % 著地後變化
ADIDAS ULTRABOOST 20 著地後變化
NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 的中底搭載Zoom X 泡棉材質,在著地瞬間後開始產生形變擠壓,藉此吸收了部分的衝擊力,當腳掌踩平地面時,可看到整體壓縮的現象;ADIDAS ULTRABOOST 20 全中底由Boost 顆粒所組成,其材質為E-TPU (熱塑性聚氨酯),我們可觀察到Boost 跑鞋著地時,衝擊力也會使得Boost 有一定程度的擠壓,腳掌貼平時,亦可看到明顯的變化。
NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT% 著地後中底材料形變過程
ADIDAS ULTRABOOST 20 著地後中底材料形變過程
MIZUNO WAVE RIDER 23 著地後變化
ON CLOUD ACE 著地後變化
我們可以觀察到MIZUNO WAVE RIDER 23 在跑步著地瞬間,其後跟的Wave波浪片會因受力而變得扁平,使原本波浪片前後的空隙都被填滿,波浪片幾乎完全與中底貼合;而ON CLOUD ACE 本身雲端科技緩衝系統 (鞋款波浪狀大底) 在跑步著地瞬間時,波浪受到擠壓,尤其是後足幾乎變為扁平,其透過結構形變而吸收衝擊力的方式明顯可見。
MIZUNO WAVE RIDER 23 著地後中底結構形變過程
ON CLOUD ACE 著地後中底結構形變過程
利用影像捕捉的方式,我們可以清楚觀察到不同款跑鞋透過材料或結構的設計,皆可藉由形變的過程來達到避震的功能。但隨著不同的避震設計,實際上也會有不同的效果與特性,所適合的族群也有所不同,並非越軟越好。例如較軟的避震設計可能有較佳的緩衝效果,但卻會使鞋底穩定性變差,不適合足踝不穩定的人;而較硬的避震設計,也許增加了後足著地衝擊力,但相對提高了穩定性,且對中足或前足著地形態的跑者而言,可能沒有太大的影響,反而可藉此減少緩衝材料的重量,適合競速需求。
因此,根據自身的需求挑選跑鞋,才能達到最佳的效果。
參考文獻:
Lieberman, D. E., Venkadesan, M., Werbel, W. A., Daoud, A. I., D’andrea, S., Davis, I. S., ... & Pitsiladis, Y. (2010). Foot strike patterns and collision forces in habitually barefoot versus shod runners. Nature, 463(7280), 531-535.
撰文/董智尚、陳韋翰、相子元
*文章授權轉載自《運動科學》網站,原文:跑鞋的避震是如何達成的?
在國立台灣師範大學的實驗室裡,一群由相子元教授帶領的研究團隊正全心投入運動科學研究,和你一樣對未知的領域充滿探索熱忱。
面對運動科學興起的熱潮,許多人想瞭解正確的運動資訊卻不知道從何下手? 運動科學網持續更新經過科學驗證的運動知識與運動觀點。不論是創新產品、研究結果,甚至是專業理論,我們都會轉譯成簡單易懂的文字,讓讀者利用最短的時間瞭解運動的最新趨勢。
為了讓健康的運動觀念進入日常生活,我們創立了運動科學網;為了讓正確的運動知識提升生活品質,我們創立了運動科學網,我們致力於運動科學的研究,希望這些努力不僅僅侷限於學術領域中,而是讓熱愛運動的普羅大眾更健康快樂地運動。
秋天到了!adidas 九月推出今年秋冬最新服飾、跑鞋系列,包括與女神Karlie Kloss聯名系列以簡約全白、勃根地酒紅色系詮釋秋冬時尚;以忍者為設計靈感的 adidas Ultraboost 20 Lab「Become a Ninja」系列鞋款採用束帶、束繩等忍者經典元素;Future Icons、Outer Jacket服飾系列分別以大地色與明亮橘色為主調、將工裝與撞色元素融入服飾細節。
adidas 專為 Z 世代量身打造全新 Future Icons 街頭運動服飾系列,大膽翻玩 adidas 經典三線標誌,以大地色與明亮橘色為主調,結合時下流行的寬版俐落剪裁,推出 T 恤、連帽上衣、風衣外套、運動長褲等一系列時尚單品。全系列多款單品採用高機能再生材質 PRIMEGREEN 製成,具備透氣與舒適的機能,利用縮口、拉繩設計輕鬆變換造型,以標誌性三線設計豐富視覺,呼應 Z 世代勇於展現自我,秀出「Your True Stripes」的無懼態度!
adidas 全新 Outer Jacket 系列風衣外套,將工裝與撞色元素融入服飾細節,打造秋冬最強機能服飾。男款推出紅黑撞色工裝衝鋒衣,搶眼有型,連帽與下擺抽繩設計,可以自由變換,提升穿搭層次感。女款風衣外套則以溫柔的淺粉、淡紫與米色拼接,前短後長的下擺設計,俐落又修身,立領與連帽設計賦予穿搭多元性,簡單搭配 T-Shirt 就能立即成為街頭焦點。
adidas 再次與 Karlie Kloss 推出聯名系列服飾,以俐落剪裁、寬鬆版型大展超模氣勢,運用簡約全白、勃根地酒紅色系詮釋秋冬時尚,推出不論運動或日常穿搭都適合的百搭單品,包含運動內衣、運動上衣、運動長褲與鋪棉外套。adidas x Karlie Kloss 聯名系列推出中強度運動內衣,提供絕佳支撐與包覆,背部 X 型肩帶以雙色拼接設計,創造豐富視覺層次;雙拉鍊設計的鋪棉外套,可隨性變換穿搭風格,細節處皆綴有 Karlie Kloss 聯名專屬字樣,讓女孩精進鍛煉表現的同時,展現迷人風範。
以忍者為設計靈感的 adidas Ultraboost 20 Lab「Become a Ninja」系列鞋款,使用 Ultraboost 20 為基底,將帥氣黑魂注入 Primeknit 鞋身,再以淺粉、深紫色點綴細節,打造極具現代感的帥氣鞋款。Ultraboost 20 Lab「Become a Ninja」鞋帶改用全新綁帶方式,鞋面呈現大面積交錯視覺,呼應忍者服裝中常見的束帶、束繩元素;鞋墊印上忍者意象的飛鏢圖案,將忍者精神注入其中;極具現代感的外型與充滿巧思的細節設計,打造前衛時尚的潮酷鞋款,儼然是夏季型格穿搭必備單品。
資料來源/adidas
責任編輯/Dama
格爾達‧撒母爾斯 (Gerda Samuels)是一位83歲的阿嬤,去年五月,她參加了有生以來第一次的跑步比賽並通過了終點。雖然只有2英里(約3.22km),但這個比賽最大的宗旨是在為慈善而行的歡樂跑,但對於已經83歲的她來說,這次參賽讓她感覺自己還不老,也因此而歡欣鼓舞,並在賽後與接受陌生人的擁抱和祝賀,使她開心不已。
在開始跑步之前,格爾達一直都是個熱愛健身的人。三年前,她都還會固定在家中附近的健身房訓練,不過最近關門了,這使得她暫時沒有合適的地方去健身。雖然如此,喜歡團體生活的她,仍偶爾會與朋友或丈夫一起去遠足。
後來,格爾達接觸到當地基督教青年會(YMCA),那裡有許多與他年紀相當,也喜愛運動的人。雖然過去她覺得那裏人多擁擠,但當她第一次走進那裡時,卻被裡頭的活力與熱情深深感動。於是她全心投入,同時還參加了YMCA專門為老年人設計的銀跑鞋(SilverSneakers)訓練計畫。
這個班上有各式各樣的老年人,每個人都面帶笑容,也都很有趣,他們會隨著音樂跳舞,其中一位已經94歲了,當在訓練單腳跳的動作時,即使她跳地不如其他人高,但仍努力的參加每一堂課。同時也讓其他人更了解到運動健身真的是每個年齡段都能進行的事。
其實格爾達從小就很喜歡散步與跑步,小時候住在德國小村莊的森林裡,她常與家人一起運動以平復今日的煩惱或是思考一些事情。
為激勵人們運動,YMCA舉辦了一場2英里(約3.22km)的歡樂跑、健走。儘管距離很短,但對83歲的她來說還是個很大的挑戰。不僅如此,途中更具挑戰性的是,前半程還是上坡路,但格爾達跨過終點的決心,足以戰勝這一切的困難。
賽前幾個月,YMCA建議她每週總散步的里程需為5英里(約8.05km)。她決心達到目標,並告訴自己一定能辦到。訓練過程中除了努力不停下腳部以外,她還會不時的與附近遇到的跑友微笑揮手,有時看到小狗狗,還會與他們玩跑圈圈呢!
比賽當天格爾達很緊張,於是她找了朋友與她一起出發,雖然她得腳步沒有朋友走的快,但當她過了上坡之後,旁邊的人群皆為她歡呼,也讓她備受鼓舞。這場比賽中還有推著嬰兒車的媽媽,以及柱著拐杖的女性。所以,她也更鼓足勇氣,衝向終點。
當獎牌掛在脖子上的那一瞬間,格爾達覺得自己就像是得了奧運冠軍一樣,她接受自己已經老了的事實,但她的表現也足以證明了世界上仍然有很多事可以做到。