运动，今天已经不再是运动员的专利，人人都是运动员，人人都爱运动。一双好的、适合自己的运动鞋，对于爱运动的人们来说是重要的。无论是跑步、打篮球或是进行其他活力十足的活动，消费者都希望自己的鞋兼具舒适、时尚和性能优异的特点。

跑鞋的性能在很大程度上取决于设计，同时也取决于材料选择。现代制鞋业的发展，引发了材料和工艺的革命，其中材料的选择是制造一双好鞋的关键环节。人们对运动鞋的要求越来越高，随之加速了材料革新的速度。近几年，如NIKE、ADIDAS、李宁、安踏等一些国内外知名品牌在相继争先恐后的开发新材料，一方面说明了运动鞋行业竞争的激烈，另一方面说明了材料及与其工艺对运动鞋的重要性。

大致来说，运动鞋的构造分为鞋面、中底和外底（大底）三个部分，三者的选材是不同的。

鞋面可为运动鞋提供支持性、保护、透气性和鞋的外观表现，同时从外层锁定中底和外底，并确保脚放置于正确的位置。鞋面材料大致有超细纤维、天然皮、PU革、牛巴、网眼布等几大类，

外底（outsole）提供运动中良好的耐磨及防滑抓地性，并提供运动鞋在运动中的最外层的支持，是外部冲击的第一道防线。外底的材料主要是各种橡胶。

中底（Midsole）是鞋子中最为重要的部分，作用是为运动鞋提良好的缓震性、稳定性和弯曲性。弹性缓震的塑料材料是鞋材制造商和品牌商在设计生产运动鞋中底时的首选特性材料，可以在很大程度上吸收和缓冲一部分地面冲击力。本文将着重探讨中底用橡塑材料在缓震方面的技术进步。

中底材料力求减震

减震是运动鞋最为核心的功能，具有减震功能的中底是跑鞋的灵魂，也是区别各大厂商的核心标志、立身之本。如今跑圈里流行一个特别搞笑的词 - “踩屎感”，就是指踩下去软软的，脚感很舒服，甚至模糊了脚与地面之间的感觉，其本质就是鞋的缓震性能。为了寻找兼顾回弹力和“踩屎感”（柔软度）、又轻量化的中底材料，国内外各大运动鞋厂家可谓绞尽了脑汁，使出了浑身解数，研发出很多科技含量很高的缓震材料。中底材料的趋势是不断加大厚度从而实现充分缓震，但同时重量却变得越来越轻。目前市面上的跑鞋大多是以EVA和PU材质为主。

EVA是乙烯-醋酸乙烯共聚物泡沫材料，用EVA塑胶粒子先加热再发泡而成，表面粗糙，常用于慢跑、慢步、休闲鞋、足训鞋中底。美国第一专业跑鞋品牌Brooks最早将EVA发泡材料应用于跑鞋中底，而现在几乎所有运动鞋都广泛用发泡EVA做为缓震层。

尽管EVA材料性能良好，特别适用于运动鞋，但其同样存在先天缺陷，一双EVA中底的跑鞋在跑上一定里程经过反复踩踏之后，泡沫中的空气被挤出去，就会导致EVA无法恢复到原来形状，缓冲性能就会明显下降，带来的直观感觉是脚感变得变硬。所以，研发新型材料，比如PU（含TPU），或者将EVA、TPU与其他材料经过合成改造，从而形成了各式各样名称复杂炫酷的中底材料，这些材料就具备了既能缓冲又能回弹的良好性能。

PU（聚氨脂）泡溶成胶状再灌入模型加热使发泡，表面光滑，且有一种橡胶的质感，时间久会变黄及腐蚀，提供避震及稳定性。PU在中底材料中是最坚韧、强度最高的，在中底中利用最广泛的材料，也是最重要的材料。因为在这个材料本身的基础上由自身衍变或是与其他材料的结合，而产生出了新的材料。所以这个材料对于运动鞋制造工艺是非常重要的。

阿迪达斯Boost系列跑鞋已畅销全球多年，具有卓越弹性和减震特性，穿过的跑者都知道，其中底有着明显的颗粒感，感觉像泡沫。没错，Boost的前身就是德国巴斯夫（BASF）公司研发的Infinergy发泡微球，由世界首款发泡热塑性聚氨酯 (E-TPU) 构成，将TPU的特性与泡沫的优势融为一体，让跑鞋更舒适，缔造卓越的跑步体验。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。这些密闭气泡在压缩力比如着地冲击作用之下，可以最多压缩至原来一半大小，这对于足部减震非常重要。而压缩力消失后，泡沫可迅速恢复到原来的形状，这就是所谓的回弹效果。每只阿迪达斯Boost跑鞋中含有2500颗泡沫微球，组合起来就能提供比较强大的弹性和缓震功能。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。

^{采用Infinergy发泡微球的阿迪达斯Boost跑鞋}

帝斯曼（DSM）公司推出的一种新型材料据称在性能方面可以秒杀EVA和PU，这就是热塑性聚酯弹性体发泡材料（E-TPEE）。经测试，采用Arnitel E-TPEE发泡材料中底的跑鞋，兼顾了柔软、缓震、回弹、轻质和耐久性。与前述的E-TPU材料相比，Arnitel E-TPEE具有更佳的回弹性，可达到75%以上，比E-TPU的回弹性高10-15%，从而使跑步者感觉跑起来更加省力，极大提升跑步者的运动体验，也更能保护其免受震动带来的伤害。Arnitel E-TPEE兼具优异的缓震性能与回弹性，不会像传统的EVA材质那样在穿着一段时间后脚感就会变差。Arnitel E-TPEE经过40000次的压力测试，耐疲劳性优异，用其制成的中底经反复踩踏后，仍可长久保持柔软、缓震性能与回弹性。

运动鞋材踏上可持续之路

运动器材的制造正在对环境产生严重影响，其中就包括运动鞋。作为一个价值超过1250亿美元的全球产业，运动鞋的制造过程所产生的温室气体排放和垃圾填埋场污染，格外受到政府和消费者的关注。运动鞋生产商正想方设法满足运动鞋质量、性能、环保可持续三效合一的消费需求，可持续性正成为影响运动鞋购买决策的重要因素之一。2021年的一项研究表明，近三分之二的美国消费者愿意花更多钱购买具有环保可持续特性的鞋类。对Adidas、Nike和New Balance等领先运动品牌的行业研究表明，到2030年，全球环保跑鞋市场价值将超过130亿美元。这意味着运动鞋在很大程度上是由环保材料制成的，其中大部分是回收材料或更可持续的棉物，与此同时，生物基合成材料等创新材料和更可持续生长的天然材料已经被小规模使用，并将在未来变得越来越重要。

就在上周的8月16日，由北京化工大学主办、彤程新材料集团有限公司协办的首批全生物降解鞋新闻发布会在北京化工大学举行。此次发布的全生物基可降解鞋由北京化工大学材料科学与工程学院先进弹性体材料研究中心研制。鞋底创新利用北化自主开发的生物基可降解聚酯橡胶材料，鞋面是生物基可降解的大麻纤维或竹纤维材料，鞋垫、鞋带和鞋胶也选择了生物基可降解材料。可实现在日常环境中保持稳定，在堆肥条件下快速降解，130天内降解率达到70%以上。

北化师生获赠第一批可生物降解鞋

设计公司Maddy Plant联合巴斯夫打造一款完全采用可持续材料制成的运动休闲概念鞋系列“MADGAMMA - Intertekk Saturn”。该鞋展示出成功的创意，使鞋类兼具可持续性及高性能，合作双方的目标是将这些先进技术引入到主流鞋类生产之中。

对于看重环保性能的消费者和品牌商来说，之前提及的帝斯曼Arnitel E-TPEE也是一款更为适合的材料。与PU或EVA化学发泡中底相比，由于传统发泡过程中需要使用化学发泡剂，该发泡剂降解副产物会残留在发泡材料中，将对人体和环境产生危害。另外，PU和EVA发泡中底采用架桥剂，属热固性材料，所以无法回收利用。而帝斯曼的Arnitel E-TPEE是全球首个采用二氧化碳物理发泡工艺的聚酯弹性体，零有害化学物质残留，符合服装和鞋类供应链危险化学品零排放（Zero Discharge of Hazardous Chemicals，ZDHC）规范；同时，Arnitel为热塑性弹性体，可以实现闭环回收再利用，其环保性能无可挑剔，成为行业环保的楷模和领导者。

3D打印为运动鞋带来新可能

运动鞋是快速发展的行业，拥有持续不断的创新动力，每年都有大量新的鞋款设计和材料涌入市场。现在，随着越来越多的消费者希望投资购买高质量个人装备，运动鞋行业正在寻求从大规模生产到大规模定制的转型路径。运动员在几分钟内就能买到为其双足定制的跑鞋，这个梦想可能很快变成现实，因为越来越多的运动鞋制造商开始采用3D打印解决方案。

通过打印某种结构，可以调节鞋底每个部分的形状和硬度。由此可以制作出在所需部位完全支撑脚部的鞋子，为跑步者提供舒适、安全的跑步体验。

对于定制生产而言，3D打印是前景非常光明的选择。包括更高速度的打印机和新打印技术在内的进步使3D打印正在逐渐摆脱生产前技术的状态。3D打印或增材制造不再只是快速原型设计工具，如今正用于制造实际产品，如运动鞋类的定制鞋底夹层。

这种变化能力让3D打印与注塑或压缩成型工艺区分开来，后两种技术无法在同一结构内实现特性变化。借助增材制造还可以生产全新高复杂几何体。例如，复杂的晶格结构可以具备空间变化粘弹性，以实现缓冲和回弹性的优异平衡。

看完了我们的文章，那么接下来，您要不是赶紧选择一双适合您的跑鞋，在运动场挥洒汗水，尽享运动之乐呢？

附： 作为资深跑者的笔者为粉丝们送上最后的小福利，总结如下几条选购运动鞋的小贴士：

• 不要去普通超市随便买双运动鞋，要去专业运动品商店去找专业店员购买对应的运动鞋。

• 设计再精巧的运动鞋，但如果穿着感到不舒适，也不要选择。

• 在下午晚上或者运动之后去买鞋，此时你脚的尺寸最大。

• 试鞋的时候穿上运动袜。

• 寻找鞋型时不要只看鞋的尺码大小，还要注意鞋子前端的形状和鞋子的宽度。

• 考虑可能存在的足部畸形，选择有加强固定作用的鞋型。

• 结合自己跑步的姿势和习惯，选择具有对应的减震方法和位置的鞋子。