运动员不断寻求技术进步以获得竞争优势，希望跳得更高一点，击球更远一点，回球更快一点。我们知道得益于1980年代开发的自适应悬架和计算机辅助转向系统，一级方程式赛车变得非常快，但也非常危险，以至于这项运动的管理机构在1994年禁止了这项技术。在2008年和2009年，游泳运动员穿着现在已经禁止使用的泳装公司Speedo的LZR Racer泳衣系列打破了134项竞技游泳世界纪录中的130项。
现在马拉松比赛也正面临着自己的颠覆性时刻，这要归功于总部位于美国俄勒冈州比弗顿的鞋类和体育用品巨头耐克的新款高性能鞋Air Zoom Alphafly Next%（图1）。这款新鞋结合了一块能量回馈发泡材料、稳定的碳纤维板和前足的一对充气囊，在肯尼亚跑者Eliud 在Kipchoge 2019年秋季马拉松完成世界上第一个低于两小时的比赛中发挥了重要作用。
图1.穿着最先进的Nike Air Zoom Alphafly NEXT%跑鞋的精英跑者正在打破长期保持的纪录。这款鞋采用宽大的ZoomX（聚醚嵌段酰胺）发泡楔块，由全长内部弯曲碳纤维板和前掌一对Zoom Air Pods平分。Credit：耐克。
在40年的大部分时间里，绝大多数跑鞋都是由乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)制成的发泡鞋底制成的。EVA的优势和寿命归功于轻巧、便宜且易于使用。然而就能量回馈或每次跑步后的“反弹”而言EVA的性能并不是很好。EVA发泡可返回约65%的能量，使用该材料制成的鞋子具有适度的能量反馈或者反弹。2013年，耐克的竞争对手、总部位于德国的阿迪达斯开始生产采用热塑性聚氨酯(TPU)制成的发泡的鞋类生产线，其能量回报率在70%到75%之间。2017年，耐克发布了其Vaporfly系列的第一个版本——Alphafly的前身——使用一种源自聚醚嵌段酰胺(Pebax)的发泡。Pebax或Nike称之为ZoomX的能量回馈率为87%[1]。Pebax的密度也低于EVA和TPU，因此重量也更轻。
密歇根大学性能研究实验室的研究员杰夫伯恩斯说：“因此，将它穿在你的脚上它可以返回更多的能量，并且花费更少的能量。”然而就其本身而言，Pebax并不是跑鞋的理想选择，因为尽管具有良好的特性，但它非常柔软。“如果你想跑得快，就像在棉花糖上奔跑一样，这会让它有点不稳定，”伯恩斯说。
为了帮助稳定Vaporfly并以有效的方式协调足部的力学，耐克工程师在发泡中间插入了一块碳纤维板。“发泡本身可能没有那么有益，而碳纤维本身也没有那么有益，”伯恩斯说。“但这两件事加在一起显然会产生一些特别的东西。”
不仅仅是任何碳纤维板都可以。平板对跑步经济性(以特定速度跑步所需的代谢能量)没有影响。板子需要采用微妙的“S”形才能有效果[2]。“曲线的巧妙之处在于它不会增加小腿肌肉必须克服的踝关节的杠杆臂，”科罗拉多大学博尔德分校综合生理学名誉副教授罗杰克拉姆说。结果是跑步者使用的总能量减少了。Alphafly前掌的一对充气气囊，耐克称之为Zoom Air Pods，增加了缓冲并进一步增加了能量回馈。
2018年，Kram的实验室报告称，Vaporfly将跑步的能量成本（称为氧气成本运输）降低了4%（图2）[1]。
图2.科罗拉多大学博尔德分校运动实验室的研究技术员Shalaya Kipp进行跑步机测试以测量跑步的能量消耗。此类测试表明穿着Nike Vaporfly跑鞋的跑步者的跑步经济性平均提高了4%[1]。Credit：CUBoulder。
部分由于空气阻力等因素，跑得更快所需的新陈代谢能量并不是完全线性的，因此对于典型的马拉松精英跑者来说，节省4%的能量相当于增加2.5%–3.5%的跑步速度。
美国犹他州普罗沃杨百翰大学运动科学教授IainHunter说：“跑步经济性提高了2%，马拉松时间也缩短了近2分钟。两分钟可能是获得金牌和没有获得奖牌或进入奥运代表队和没有进入奥运代表队之间的区别。”而且事实上这种差异已经颠覆了这项运动。1896年奥运会第一场马拉松比赛的获胜者跑了2小时58分钟和50秒(2:58:50)。在下个世纪的过程中，马拉松运动员逐渐将跑步时间缩短了近1小时。2019年10月12日，Kipchoge在维也纳的一个受控环境中打破了难以捉摸的2小时大关，他在1:59:40穿着耐克的Alphafly Next%鞋的原型鞋子破了纪录。第二天身穿Nike Vaporflys的肯尼亚选手布里吉德·科斯盖(BrigidKosgei)在芝加哥马拉松赛上以2分14分4秒的成绩，以81秒的成绩打破了保持16年的女子世界纪录。整个2019年，在六项世界主要马拉松赛事中获得领奖台位置的36名跑者中有31人穿着Vaporflys。耐克还将其Next%技术应用于旨在用于800-10000米比赛距离的钉鞋（Nike Air Zoom Victory），但它对这些短跑赛事的影响仍有待观察。
体验到好处的不仅仅是世界冠军赛跑者。2018年对过去三年50万次马拉松和半程马拉松的分析显示穿着Vaporfly的人比穿着其他鞋子的人快3%–4%[3]。最近的一项研究发现，优势可能接近4%–5%[4]。较慢的跑步者即那些以9分钟mi-1（5.6分钟km-1）左右的速度移动的跑步者从Vaporfly获得的性能提升与速度接近4分钟mi-1（2.5分钟km-1）[5]的最快跑步者相比相对更高。
为了重新调整保证竞争的均衡性，世界田径运动——包括长跑在内的多项赛车运动的管理机构——于1月底发布了指导方针立即禁止任何鞋底厚于40毫米的鞋或包含一个以上的碳纤维板。不到一周后，耐克宣布将于今年晚些时候推出消费者版Alphafly Next%[6]。除了前掌的一对Zoom Air Pods外这款鞋还带有一块碳纤维板，鞋底厚度为39.5毫米。
“无论如何我很高兴看到明确的设计要求终于出来了，”伯恩斯说。“下一步是为每个人创建最佳配置——不同的板结构和不同的发泡顺应性。这些鞋子带来的个性化优势还有很多基础工作要做。”
文章来源：莆田鞋业网
