摘要：减震技术一直以来都是运动鞋生物力学研究的主题之一。本文对运动鞋进行了分类，阐述了运动鞋减震技术的历史发展及进展，并对运动鞋减震技术的发展趋势以及我国运动鞋科技创新研究作了初步概括与展望。运动鞋的研究是当前运动生物力学领域研究的热门。今日的运动鞋以成为高科技产品，其中减震技术的发展及应用直接影响着运动鞋能否更好辅助运动员提高运动成绩，保护身体健康。
1、运动鞋的分类
作为人体运动的配套器件之一，运动鞋一直随着体育事业的兴旺而不断发展。运动鞋通常指人在体育比赛或训练时所穿用的鞋。但随着人们对体育运动的广泛参与，运动鞋的涵盖面也在不断扩大。穿着时间已不再局限于体育赛事；穿着空间也突破了体育场馆；穿着的人群也不再只限于运动员，更打破了穿着者年龄、职业和性别的界限。总之，运动鞋已渗透到各种消费人群领域和层面。运动鞋习惯上被分成专业和普通两大类。专业运动鞋又分比赛用鞋和训练用鞋，因运 动员活动量大，故性能指标明显高于普通运动鞋。普通运动鞋涵盖面较广，如青少年学生普遍穿着的田径鞋（跑鞋）、球鞋、用于旅游休闲的旅游鞋都可归纳进去。两大类运动鞋加在一起，其绝对数量在鞋类总量中占有很大份额。
2、运动鞋减震技术的历史概况
1868年在美国出现第一双以硫化橡胶为底，以帆布为帮，四周围贴上围条的经典运动鞋，这意味着现代运动鞋的崛起。早期的运动鞋 只做跑鞋之用。后又扩展到了球类运动，又称球鞋。另一种就是最初的钉鞋，比如，美国田径选手威廉·柯蒂斯将钉子置入自己的跑鞋鞋底，制作方法与皮鞋相近，靠它大大提高了成绩。相近，靠它大大提高了成绩，这就是最初的钉鞋。这时的运动鞋把生物力学、矫形学及解剖学等学科的有关原理引用到运动鞋的设计中，提出使用内底、楔形底提高鞋的防震效果和弹跳力，提出用坡跟加强运动员的前倾，减小对足跟的压力。二次大战后，各国涌现出了一批专门制作运动鞋的企业，特点是大胆应用新材料，如尼龙帮材、聚氨酯( PU)底材等；二是推出新的结构，如复合底的出现，为运动鞋的轻量化和减震、弹跳特性奠定了基础。20世纪80年代，计算机辅助设计应用于运动鞋的设计，同时关于运动鞋的生物力学研究也取得了很多进展，各运动鞋制造业的巨头纷纷创建生物力学实验室，配置各种模拟运动的检测仪器。90 大公司为提高运动鞋设计和制造的科技含量，引入CAD 和CAM，新品种开发的重点放在加强鞋的保护功能、减震、防扭伤。继耐克“气垫鞋”之后，各公司也纷纷推出新结构鞋，如雷宝公司的“蜂窝片”，阿迪达斯的“扭力棒”、日本Asics的硅胶垫以及李宁弓等相继问世，力图从科学角度拓展鞋保护脚的新功能运动鞋和科技的结合很深，但是不管处于哪个阶段，可以相信减震技术的发展都是运动鞋科技进步的重要环节。
3、运动鞋减震技术研究的新进展
几乎所有的运动鞋制造商都宣称其产品在缓震减震技术上的优越 性 ,但大部分运动鞋的缓震减震设计方面 ,结构设计上的美观多于其实际功能价值。减震的主要目的是减小冲力以减少足部的骨损伤,但冲力的减小并非意味着就能减少运动性足损伤 ,因为足损伤主要集中于踝关节韧带。其实人的足弓就是天然的缓冲减震结构，但足弓所承受的力是有限的。如果鞋没有良好的减震系统来缓冲冲击，那么人在跑步特别是快跑时双脚一定会感到疲惫，无法保持速度和耐力，同时会冲击脊柱和大脑，对健康造成损伤。据统计人在跑步时脚接触地的瞬间受到的冲击力将近人体自身重量的2-3倍，而快跑承受的冲击力是慢跑的3倍。良好的减震功能毋庸置疑可以使人体重量比较平均分配与足底，并缓冲冲击力给身体造成多余的震荡，既满足运动需要，又保护身体。
3.1 鞋的减震性能取决于鞋底的材料、鞋底的结构等。运动鞋的材料减震和结构减震路径有别，材料减震更强调人对足的控制，结构减震更注重人对鞋的控制。常采用缓冲震动的基料或底材, 这种材料被加在鞋的中底, 这是一层具有减震功能的夹在外底和鞋面之间的材料, 是跑鞋重要的组成部分, 其结构和材料的运用将会影响到减震功能和鞋的稳定性。具有高技术减震性能的运动鞋不仅能够使人体重量比较合理地分布在脚的各个部位, 缓冲运动对大脑、 跟骨和身体其他部位造成的震荡, 而且能够起到稳定支撑的作用, 保证了运动的功能需求。运动鞋的材料减震 ,主要是鞋的中底材料采用具有减震性能的特殊材料。国际一线品牌运动鞋普遍采用的是加热压缩的 EVA (乙烯树脂醋酸纤维) 发泡橡胶混合物质 ,其特点是质量轻、 弹 性好。高密度 PU (聚氨基甲酸乙脂)材料也常被用在后掌的中底夹层 ,Nike 的 shox 篮球鞋就是将 PU 制成圆柱形特殊单元 ,并置于后掌中底。运动鞋的结构减震 ,主要是中底夹层采用 “囊” 结构 ,最经典的是 Nike 的 Air 气囊技术。1997 年 ,Nike 结束了对气垫的技术垄断 ,允许竞争对手生产基于 Air 减震技术的运动鞋。当年 Reebox 就推出了DMX10 气囊减震运动鞋 ,其技术原理是将 8～10 个由导管连接的气囊分成前后掌 ,通过气囊间的气体流通调节减震部位。Reebox 的气囊减震技术从全掌气囊到分掌气囊 ,从大容量气囊到小容量气囊 ,再到后掌气囊加前掌 EVA减震材料 ,已成为 Reebox 减震科技的核心技术。
3.2 运动鞋在减震方面理论研究成果和科研新进展主要是空气垫减震原理：此系统的倡导者是耐克公司，旨在最大限度地减轻对足部的冲击，它实质上离不开减震原理，只不过借助于空气垫(air cushion)而已，表示出与众不同之态。空气垫是一种塑料(据称是聚乙烯)薄膜囊，内充空气，分别埋置于内底的前后掌着力点，这样可提高跑步速率2.8%。其实际功能也不外乎将能量回输给穿鞋运动员。其特点是每跑一步，气垫完成压扁、复原的一次循环，也符合“能 量回输”的原理。据测试，运动员穿着气垫鞋( Ai r Cushion Shoe)奔跑，可节省吸氧量28%。气垫还起着能量储藏器的作用。
3.3 运动鞋减震性能可进行测试
4、运动鞋减震技术发展趋势及展望
4.1 近几年的运动鞋外形的变化趋势大致有鞋尖适度上翘，这样可减小鞋尖的着地面积，起到保护足尖的作用；足弓部位明显隆起，足弓突起不足或平坦的脚称为平足，容易使人疲劳，而穿着足弓隆起的运动鞋有助于纠正这种畸形；跟部加厚，在鞋楦设计上则是加大后翘(12～15 mm)，这样的设计能形成一定的坡度，使运动时身体前倾，有助于减小踵腱受损，跟部每升高1mm ，可使踵腱松弛率达到8% ； 鞋口部的脚山高度比后踵高12～15mm ，以利穿上和脱下，保护腑骨。
4.2 运动鞋减震新材料与结构的研发将不断有新的突破，与科技的结合将会更加紧密，高科技是世界各大运动鞋生产企业的立足之本。如阿迪达斯先后与北京体育大学生物力学实验室、中国皮革与制鞋研究院、宁波大学运动生物力学实验室、爱思康国际有限公司和英国利物浦约翰摩尔大学签约合作 ,借助他们在人体运动科学及运动鞋功能测试与评价方面的成果和经验 ,全面提升安踏实验室的科技研发能力。安踏的研发模式已从早期的跟随模式向自主模式发展 ,其实验室已成为国内运动鞋企业中最好的运动科学实验室。
4.3 虽然我国在运动鞋生物力学的研究尚处于起步阶段，但已经呈现出良好的未来发展态势。当前，国内一批生物力学学者们开始关注运动鞋的研究。利用足底压力测量技术对运动员、青少年女性和太极拳运动者穿不同类型鞋运动进行了足底压力分布的测量和分析研究。虽然我国在运动鞋生物力学的研究尚处于起步阶段，但已经呈现出良好的未来发展态势。
