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。
SUPERACE 黑馬在 2022 邁向第七年!去年受疫情影響,黑馬實體賽事無法如期舉行,但秉持著提倡正面能量思考與作為,帶來行無界、越無限的黑馬精神不停止,SUPERACE 首度將黑馬賽事轉為線上型態,鼓勵各方跑友在疫情期間不受時間與空間的限制,持續運動不懈怠!今年黑馬即將於 11 月 19 日傍晚捲土重來,與所有黑馬英雄們相約齊聚台北大佳河濱公園,來一場好久不見的夜跑盛會!
SUPERACE 作為台灣原創運動品牌,產品重使用者經驗,以專業解決痛點,兼具功能與設計並行,每一屆的賽事紀念品總是深受跑友喜愛,訴求讓所有跑友不僅活動當天,甚至是在日常生活中都能持續使用。
今年同樣延續過往紀念品的高質感,提供參賽者符合亞洲人身形的合身剪裁,使用 100% 寶特瓶回收紗機能面料的「黑戰袍 3.0」活動跑衣。「零熱力透氣涼感運動頭巾」兼具止汗、防曬、防寒等多功能用途,多種運動情境下搭配使用更加舒適。原創特色款「輕量折疊旅跑兩用袋」,隨附可拆卸式 PVC 透明口袋,兼具大容量衣保袋與旅行袋的功能,可收納式的實用性設計,更是歷屆黑馬跑友必定收藏之口碑單品。
黑馬旗盃是 SUPERACE 獨創,串聯全台跑團的競賽。2020 年更是吸引將近 70 個運動團體組隊參加。凡 20 人以上報名團體,並推派出一位 21 公里「飛馬腿」選手,即可代表團隊與其他來自各地的團體指派選手競賽,為自己的跑團奪下榮耀的象徵! 競賽隊伍更可獲得印有隊名的「黑馬團旗」一面,每位團員更加碼贈送一款黑馬軍團限定背心,藉此鼓勵跑友踴躍參與,讓跑團與跑團之間能有一個能互相切磋、交流的舞台!
回歸大台北跑友們熟悉的河濱段主場,拼出自己的最佳 PB,黑馬可作為年底眾多大型賽事前的一場以賽代訓,更歡迎外縣市跑友們共襄盛舉,跑進台北人最常練跑的經典賽道,感受夜間優美的基隆河沿岸景色。這同時也是一場愛惜資源、垃圾減量的無紙杯賽事,呼籲參賽者自備補水容器參加,或許在守護環境的過程中會有這麼一點點的不方便,但改變需要從你我開始,一起用實際的行動,愛護地球,珍惜水資源。
你認為什麼叫做一位跑者?每天跑10公里或是每周跑100公里?對許多跑者來說,他們心中所謂的跑者就是將跑步成為生活中的一部份,當與別人聊起時,也將此成為與他人的談話之中,是最驕傲的事。
也因為喜愛,使得只要是在跑步的事件中,身為跑者的大家總是特別的熱絡與興奮。假設幾個月後,即將有一個新的比賽目標,跑者們便會開始全心投入的規劃接下來的課表、以及準備平時該補充的食物以降低運動傷害。但既然是生活中的一部份,那麼在生活之中,難免會遇到一些困難及意想不到的狀況,當我們已沉浸在裡頭時,便很難將自己拉回現實,該煞車、該休息、該停止,到底該如何是好呢?因此這個時候,我們需要一個非跑步者,讓我們回到現實。
最近,有許多跑齡好幾年的朋友因為懷孕的關係而被迫停止跑步,雖然大家心裡都很清楚身體的變化與機能的減緩,但是在精神上有許多人還是沒有辦法接受自己暫時不能跑步的事實,因而感到焦慮導致心情大受影響。
在那個心情最低落的情況之下,他們開始產生了許多的抱怨以及難過…直到某一天,有一位從不跑步也不喜歡跑步的朋友說:「不能跑步不是世界的盡頭,而只是一個暫時的休息。」或許很多跑者聽到這句話的第一個反應會是:你根本不懂跑步…但冷靜過後仔細一想,這位非跑者所說的話,是否也有其道理?
我們每天按表操課,也常在這之中遇到許多瓶頸與撞牆期,但卻仍不時的逼著自己一定要到達目標。但相較於一位休閒鍛鍊者或者是非跑者來說,他可能也運動或是跑步,但有時因為一些突發狀況而導致今日無法順利按表操課,他們反而不會過於在意,在這樣沒有壓力的情況之下,反而進步更快,心情更輕鬆。
嘗試換一個角度看事情吧!當在不能跑步的情況之下,我還能學習到什麼?雖然內心難免擔憂停止之後可能會失去過去的程度或水準,但請不要忘記,若真心喜愛跑步,認定自己是一位跑者,急便砍掉重來,依著過去的努力方式執行,一定能夠恢復到原有的水平。
而現在不能跑步的你,目前最重要的是,去試著尋找一位非跑者聊聊天,聽聽他們不同角度的想法,你會發現在不能跑步的生活之中,能有不同的答案和收穫。