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。
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萬眾矚目的間諜電影《007:生死交戰》終極版預告片近日正式曝光,為紀念 007 系列第 25 部電影上映,adidas 特別推出 adidas X James Bond 全新聯名系列鞋款及服飾,以 James Bond 的燕尾服、開頭槍管片段等電影經典元素為靈感注入鞋款與服飾設計,別出心裁的鞋款細節充分致敬電影中的靈魂人物與經典電影畫面,完美打造特務裝備。系列商品 9 月 24 日於 adidas 官網及門市上市。
adidas X James Bond 全系列以 Ultraboost 20 與 Ultraboost DNA 為基底,共推出四款配色,靈感分別汲取自主角 James Bond 所配備的高科技武器、首度出現在 007 系列電影中的反派薩芬,以及 James Bond 的經典燕尾服穿搭。adidas Ultraboost 20 採用柔軟的 Primeknit 針織鞋面包覆雙足,搭配絕佳彈力避震效果的 BOOST 科技中底,成就特務最強秘密武器。黑色霧面特殊鞋盒則低調印上螺旋狀槍膛線設計,與這次電影名稱「No Time To Die(生死交戰)」相互呼應,極具收藏價值。
為紳士龐德打造的貼身武器:adidas X James Bond 主打配色以 Q 博士為 James Bond 所打造的精密武器為概念。全鞋以黑為基底,鞋前緣繡上白色子彈輪廓,中底以不同深淺交錯的白色線條描繪激烈打鬥而留下的斑駁現場,上腳宛如得到 James Bond 的高科技裝備,帥氣俐落地擊敗對手。鞋舌、後跟綴有 007 字樣,突顯聯名身分和主題;鞋墊上的「Q」亦呼應電影中發明精密裝置的 Q 博士,打造機能滿載並兼備時尚的夢幻鞋款。
黑燕尾服詮釋時尚型格:以黑魂貫穿 Primeknit 鞋面與 BOOST 中底,致敬身著全黑燕尾服的 James Bond 形象,穿上猶如隱藏暗處執行任務的特務,酷帥配色完美呈現 James Bond 簡約又帶有神祕感的時髦風範。鞋墊設計靈感來自《 007 首部曲:皇家夜總會》出現的海灘場景,運用藍、黃繽紛色彩暈染,重現 James Bond 在豔陽下所散發的性感魅力。
神祕的反派角色薩芬:以《007:生死交戰》中令人不寒而慄的反派角色薩芬為設計靈感,以白色CAGE覆蓋內斂灰色鞋面,同樣於後跟點綴白色TPU,象徵薩芬電影中戴的面具,塑造迷人的反派魅力,鞋舌更印上薩芬專屬Logo,象徵電影角色身分,讓影迷更加期待薩芬與James Bond即將掀起驚心動魄的顛峰之戰。
身著白燕尾服的優雅紳士:除了黑色套裝,電影中 James Bond 也經常穿白色燕尾服,展現溫文儒雅的氣質,adidas 於台灣官方購物網站推出獨家全白配色。採用 Ultraboost DNA 經典鞋款,鞋身外觀以白色貫穿 Primeknit 鞋面,三線標誌與鞋後跟更利用異材質打造,創造多層次的視覺效果,鞋墊更印上歷年 007 系列電影名稱,加深第 25 部電影的紀念意義。
adidas X James Bond 同步推出聯名系列服飾單品,包括連帽款式外套、立領飛行外套、上衣、褲子、連身衣,黑白色,以高科技感的黑、白、灰色為主調,細節處點綴 adidas Logo 與《007》經典槍膛線圖案,凸顯不凡身分, adidas 直線三線條紋翻轉為酷帥斜紋,讓影迷展現有如 James Bond 瀟灑迷人的特務風采。
adidas x James Bond 系列 9 月 24 日已於 adidas 官網及門市上市【台灣官方購物網站】
資料來源/adidas
責任編輯/Dama