新型材料在体育器材中的适用性及应用前景探讨
□ 侯敏婷（中山市体育场馆管理中心 广东 中山 528400）
摘要： 在科技兴国、体育强国的今天，国民身体素质的提高，也成为了国家发展的一个重要课题。由现如今在中小学乃至大学培养的终身体育观念来看，未来我国国民对于体育运动的需求将远远高于现如今的需求水平，那么体育器材的科技化也将成为我国未来经济组成部分的一大支柱。在日趋激烈的国际竞争中，体育材料的使用与研发具备领先世界的水平，也将成为我国国际竞争中的一大竞争力。这其中除了对现有材料的更深层的研发外，新型材料的研发与应用，也将成为未来体育器材发展的一大注意，新型材料的研发与应用，将对体育器材革新产生巨大的价值，并展现出巨大的前景。本文在阐述新型材料应用于体育器材中的价值基础上，总结当前新型材料在体育器材中的三大具体应用，并对其发展前景与趋势进行了探讨。
关键词： 体育器材 新型材料 应用
近年来，人们生活整体质量大大提升，对体育运动日益重视。同时随着科学技术水平的日渐提升越来越多的体育活动也逐渐有了新的发展方向。体育事业受到科技因素的影响范围也越来越广，这种发展趋势为材料领域的发展也提供了新的机遇和挑战，尤其是竞技体育更是对材料的性能有着更高的要求，一般都要求使用的材料具备特殊的性能来提升竞技水平。伴随着科技的日益进步很多的新材料不断的涌现，新的技术和材料使得体育类的器械种类多种多样，也满足了不同的需求。这一发展对体育项目的推动是非常明显的。新材料的出现代替了传统的材料类型从而使得经济体育中科技因素和人性化因素占比越来越重。具有无限的发展前景。本文将对新型材料在体育器材中的适用性及应用前景进行初步探讨。
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1、新型材料应用于体育器材中的价值
当前世界上存在的材料种类大概有几十万种之多，同时新型的材料以以惊人的速度不断的涌现，这些新出现的材料品种会凭借其出色的性能特点在各种体育竞技项目中得到应用。运动员的装备、服装、运动鞋、运动帽、训练器材和比赛器材等为直接应用。而间接应用则是指与运动场地，裁判设备，信息报道，指挥通信等有关的各种材料需求。
新材料的产生和发展极大地促进了体育器材的发展和进步，由于新材料一般具备轻质高强以及高延展性和耐腐蚀性等特点，同时易于加工和能够进行灵活的设计也是新型材料显著的特点之一，同时还能够兼顾环保，能够实现材料的再回收和再利用，不断的对新型的工艺、材料以及技术特点进行探究能够推动体育事业的发展和进步，为体育竞技发展带来巨大的影响。以硅酸盐橡胶为例，作为田径场跑道使用的最主要的材料，同时也是各种训练场进行铺垫的主要材料种类，硅酸盐橡胶中的有机硅已经达到了5000种之多，同时其产量和销量也在不断的增加，最近的几十年以来在我国占据了很大的市场，具有非常广阔的发展前景。
2、新型材料在体育器材中的具体应用
概括来说，新型材料在体育器材中的具体应用主要有以下几种：
针对上述不足，本文提出了状态不可观测的具有随机行为的CPS运行时安全性验证方法.由于系统状态不可观测，因此，采用隐马尔科夫模型(Hidden Markov Model,HMM)来建模系统.使用确定性有限自动机(Deterministic Finite Automaton,DFA)规约安全属性的否定，安全属性监控器由HMM和DFA的乘积自动机表示，从而将状态不可观测的CPS运行时安全性验证问题约简到监控器上的概率推断问题.
2.1、碳纤维复合材料的应用
与木材、钢材、塑胶等传统材料相比，碳纤维的材料特点也十分的明显，由于其轻质高强的特点拥有很大的优势。因为很多的体育器材是要依靠人力进行使用的，这种情况下质量越轻就会使用起来更加省力，同时更能凸显出优势，如球拍，球杆，高球杆，帆船等，碳纤维材料具备轻质高强的特点，具备明显的优势。比如使用碳纤维独有的卷带成型法制作的高尔夫球杆相比其他材料制成的球杆减重了将近一半之多，并且其性能不仅没有大打折扣同时还有了很大的提升。同时碳纤维的延展性使得其能够更加便捷的进行设计成型，传统的材料制成的体育器械由于种种限制无法达到令人满意的效果，材料的自由度也并不强，碳纤维材料可以克服这种缺点来进行不同需求的设计，从而达到传统材料不能具备的效果。在现代体育运动发展飞速的今天，碳纤维材料的应用符合体育发展的历程，能够让体育运动爱好者充分体会到运动带来的快乐，这也是国家倡导运动强身的一个重要因素。
2.2、纳米材料的应用
生物工程塑料是一种新型的有机合成材料，拥有非常优良的材料力学性能和高性价比，使用的范围非常的广泛，并且其拥有合成材料中最高的氧气透过能力，凭借这一特点已经在各种体育设施用品中得到广泛使用。
新材料在运动场地中的应用主要是塑胶跑道的建设，硅橡胶就是一种典型的代表，作为生物工程塑料的典型代表，其具备极强的耐高温能力，能够在180摄氏度的高温下正常的进行工作，即便是温度达到200度以上也能保持在一定的时间内具备正常的工作性能，这些超强的弹性和韧性使得其各个方面的能力都十分的出色，得到了广泛的应用。
针对田间杂草，除杂草种类及农药安全施用外，同时应结合种植区域地理条件及种群选择施药。如来自不同地理种群条件下，节节麦呈现出不同甲基二磺隆耐药性，野芥菜对同浓度草甘膦呈现敏感型和耐受型2种不同表型[36-37]，田间杂草并不茂盛时，可选择人工摘除。
穿戴材料方面包括的主要有头盔和护具等，还有运动服和运动鞋袜等，这些器材不仅要求具备透气的能力，同时还要具备较高的强度和韧性，当前阶段已经开发出来的比如长纤维这样的复合性材料在具备高强度高韧性的同时质量还十分的轻盈，这类材料的制作工艺是特殊的挤压技术，能够使得材料轻质高强。相比于普通的材料而言能够让穿戴的运动员舒适感更强，因此也能帮助他们发挥出更强的竞技水平。
2.3、生物工程塑料的应用
纳米材料在体育竞技中应用更加的广泛，当前纳米材料使用比较比较多的一个地方就是球拍的制作，不仅能够保证球拍的质量足球请，同时还能保持足够的弹性，拥有非常优秀的手感和使用舒适度，也更加的结实耐用。WILSOMNCLDE网球拍由于将碳纤维材料中的孔洞使用纳米材料进行了填充从而使球拍性能得到更加的完善。当前纳米级别的网球拍已经正式的得到使用，使用这种材料进行喷涂可以让球拍的表面产生气体隔离层以阻止气体对于内部结构的渗透，从而球内压强的下降会变得比较缓慢，球拍的使用寿命就会有效的得到延长。
除了以上两点之外，纳米技术还广泛的应用于田径跑道，相对于传统的跑道，纳米跑道具有更加耐磨、抗老化等功能，而且在环保上也超越了国家对于跑道材料中涉及到的环保标准。在经过一系列严谨的试验对比发现，纳米跑道比传统的跑道具备更加优秀的耐磨性、阻燃性以及防霉性能，而且在使用中发现其使用寿命也远高于传统跑道，并且由于其优良的回弹值以及压缩复原性，更是受到了广大职业田径运动员的推崇。
另外使用纳米技术进行研制的水上项目训练服具备防水保温以及透气耐热等特点，可以进行多种多样的水上运用项目的练习，同时其出色的防护功能能够保护运动员臂部，腰部等比较脆弱的部位不会受到太大伤害，具备重要的使用意义。比如由上海体育科学研究所上海市水上运动中心和科学院进行联合研制出来的纳米运动服能够起到冬天防水保温，夏天透气耐洗的特点，能够很好的抑制细菌的滋生，解决很多水上项目运动员的难言之隐。使得病毒性的过敏性疾病和湿疹等病例大大减少。
伴随着人们对于个性化的不断追求，能够进行自由的设计已经成为了一种对材料的要求，这种基于自身身体条件素质制定的体育器材，不仅更能适用于身体潜能的开发，还会减少由于超负荷运动或者不规范运动造成的运动伤害。这种新型材料的研发和应用可以极大规模的适用到我国的竞技体育中，促进我国竞技体育发展的同时，还可以促进我国绿色经济的增长。从而带动我国国民体育的发展，起到宣传体育健身，体育强国的重要价值观。虽然这种需求更多的是偏向于小众化，但是正是这种小众化的需求，可以更加快速的小规模的促进新型材料的研发。虽然前期增长缓慢，但是有需求就有进步，纵观现代手机的发展史，由最开始的电台，BB机到现如今的智能机，其在技术上的跨越可谓是叹为观止。新型材料应用到体育器材上，由此可见一斑。这种小众的需求会使得材料的设计自由度不断得到增长，从而促进产品的个性化和职能智能程度的发展，逐渐的会具备更强的专业性。形成一种新型的产业链，促进我国经济的多方面发展。
3、新型材料在体育器材中的应用前景
新型材料具有的独特优势，在未来的体育器材的发展中必将产生深远影响。不光是对于新兴经济的发展，完善我国的经济形态，更深远的影响体现在其对于环境的保护，是一种更加注重环保，更加注重可持续发展的新型经济形态。展望新型材料在体育器材中的应用前景及发展方向，将以下几个方面入手：
3.1、体育器材材料将逐步个性化、智能化
生物工程塑料在户外器材的使用中有着明显强于其他材料的性能，首先是其具备较强的抗老化能力，比如碳纤维-环氧树脂复合材料中加入氨基化碳纳米管可以明显对材料性能形成加成，这种特点使得其具备极高的应用性，可以广泛的在单双杠，球类中央网等户外设施得到应用，甚至户外的登山鞋中也能用到这种材料。能够对登山装备的各项性能起到提升的作用。
1.1 支气管动脉灌注化疗药物(BAI) 肺部为双重血液循环，即肺动脉系统和支气管动脉系统，前者为功能血管，后者为营养血管。目前比较一致的观点是支气管动脉是原发性肺癌的营养血管［2］。肖湘生等［3］和常恒等［4］研究证实，肺癌主要由支气管动脉供血，即使是肺转移瘤，主要供血动脉仍是支气管动脉。动脉灌注其基本原理是以较小的药物剂量在局部靶器官获得较高的药物浓度，从而提高疗效、减少药物不良反应，
3.2、未来的材料更多的呼吁绿色材料的开发
随着可持续发展观在我国经济中的进程推进，绿色发展观在人们心中不断的深入，环保成了现如今社会发展的一大主要主题。随着经济的发展，人民生活水平的提高，这使得人们的健康意识有了极大的提高和发展，比如更加注重健身，更加注重生活中使用的日常用品是否安全，健康。近年来，全球气候变暖，天气变化异常，生存环境的日益恶化，成为了全球需要面对解决的重要课题。其中材料的可降解性能也逐渐成为了评价一种材料的主要指标，除此之外材料是否可重复利用，这也是建设环境友好和资源节约型社会的一个必然趋势，因此绿色环保新材料的开发和发展将会拥有广阔的空间。
能源互联网统筹了智能电网、微电网、泛能网等概念，但智能电网是能源互联网的基础和核心，是能源转化和配置的重要平台。能源互联网的架构如图2所示。
3.3、更多性能优异新型材料的开发是未来材料发展的主旋律
石墨烯复合材料等新材料将大大利用石墨烯材料的优异性能，满足材料的材料要求，随着石墨烯产业化进程的不断推进，具有广阔的应用前景和发展空间。
4、结束语
科学技术的发挥在那对于当今的竞技体育发展而言是具备极强的推动作用的，同时新型材料的发更是让体育事业加速向前发展，随着体育事业不断的进行推进新材料的需求也必将不断的得到增加，将不断的推动材料的发展进步。
参考文献：
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中图分类号： G818
文献标识码： A
文章编号： 1006-8902-（2019）-05-182-2-JF
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