碳板跑鞋为什么可以显著提升跑步成绩碳板跑鞋能提升成绩吗 _小知识

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跑鞋作为跑者的第一装备，近年来在科技的不断加持下，呈现出更轻、更厚（在国际田联厚度规则允许范围内）、更缓震、更回弹 的发展特征。

尤其是集当今先进跑鞋科技于一身的碳板竞速跑鞋成为精英选手和大众跑者不断创造PB的“神器” 。

马拉松和各种公路赛事世界纪录不断被打破，碳板跑鞋的贡献功不可没。

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发表于国际顶级运动科学杂志《sports medicine》（运动医学）的一篇最新研究对于碳板跑鞋为什么可以显著提升跑步运动表现进行了机制探讨。

这篇论文的标题翻译过来就是《纵向弯曲刚度增强对于跑鞋动能学与生物力学的影响》。

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这篇文献综述指出，虽然有一些研究指出穿着碳板跑鞋，跑步经济性提高了3-4%（这也是为什么耐克碳板跑鞋被命名为4%的原因），但同样也有研究指出穿着碳板跑鞋反而有可能导致跑步经济性的下降。

所谓跑步经济性是指同等速度下跑步的省力程度，某一速度下摄氧量越小，心率越低则表现经济性越好。

如果说碳板跑鞋可以显著提升跑步经济性，就意味着穿着碳板跑鞋会让人觉得轻松，这样人们理论上就可以承受更大的强度，但这篇论文经过文献分析，却发现从跑步经济性角度解释碳板跑鞋提升运动表现的机制似乎尚不肯定。

因此，本文主要从动能学与生物力学角度进行了分析。

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碳板导致跑鞋纵向弯曲
刚度增加所带来的效应

什么是纵向弯曲刚度？
纵向弯曲刚度就是指跑鞋在前后方向上可以弯折的程度。

对于跑鞋来说，如何判断其纵向刚度呢？
很简单，你握住鞋跟，将前脚掌用力下摁，观察前脚掌是否很容易发生弯折。

如果是，那么这双鞋纵向刚度就不是很大，由于大多数慢跑鞋的主要功能就是缓震，其中底以弹性缓震材料比如EVA构成，所以多数情况下，前脚掌都比较容易弯折。

但碳板跑鞋由于里面内置了碳板，碳板非常坚硬同时也有一定弹性，所以碳板跑鞋相比缓震型跑鞋的显著不同，就是纵向刚度显著增加，由于引发的了一系列动能学和生物力学效应。

通过弯折鞋头可以判断一双跑鞋的纵向刚度

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在跑步着地，尤其是最后阶段蹬伸发力过程中，在大脚趾跖趾关节处会发生明显的弯折，此时大脚趾先做背屈运动再跖屈发力，实现扒地动作。

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如果前脚掌跖趾关节弯曲幅度过大，就可能导致比较大的能量损失。

而通过在跑鞋中底放置一块碳纤维板，这样就可以减少跖趾关节的转动，从而有效降低跑步和跳跃时的能量消耗。

前脚掌跖趾关节的过度弯曲导致能量损失

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碳板跑鞋由于内置碳板的关系，导致跑鞋前脚掌弯折度相比传统跑鞋明显减少，提升了跑鞋刚度，而刚度的增加则意味着能耗的减少。

其次，碳板跑鞋普遍中底较厚，这种较厚的中底一方面可以避免碳板插入中底后导致刚度陡增所带来的脚底太硬的不适感。

另一方面也有利于中底弹性材料本身发挥一定的缓震作用，这就会带来另外一个现象，就是受力点发生改变。

由此导致蹬伸发力时，地面反作用力力臂延长，从而使得力矩增加，相当于可以更好地借助地面反作用力产生推进力，同时增加的踝关节外力臂也可能降低踝关节角速度和肌肉收缩速度，从而减轻了小腿足踝肌肉的用力和疲劳程度。

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第三个原因那就是碳板跑鞋增加了地面接触点距离小腿三头肌的距离，也即力臂，这样改善了传动比，更加有利于小腿肌肉发力。

总体来说，碳板跑鞋由于纵向弯曲刚度增加，主要影响了跖趾关节和踝关节动力学，相当于为跑者提供了人足无法提供的“额外装备”，而碳板跑鞋对于膝关节和髋关节影响很小。

而且研究也发现，穿着更硬的碳板跑鞋跑步不会增加跟腱拉伤的风险，也不会增加跑者发生跟腱病的风险。

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另外，无论是耐克采用的碳板还是阿迪达斯采用的碳棒，在造型上都是采用弯曲的设计，而不是平直的设计。

其原因在于什么呢？
道理在于弯曲形的设计增加了对于跖趾关节的力臂作用，同时避免了坚硬碳板距离脚底太近造成的不适感。

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中底材料进步所带来的效应

目前，几乎所有新型碳板跑鞋都表现为又厚又轻，这得益于一种新型尼龙弹性发泡材料制成的中底材料。

它由阿科玛（Arkema）公司研发的名为Pebax材料构成，这种材料具有优异的柔韧和高回弹性能，他具备足够轻的质量，并且具有出色的低温抗冲击性能。

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Pebax学名聚醚嵌段聚酰胺，其因为具有热塑性弹性体和橡胶体之间的许多优异性能，而且加工方便，已经成为广泛应用于食品包装、体育用品、医疗器械等领域的第一大类塑料品种。

它的特性包括：
● 最轻的工程热塑性弹性体；
● 低温下良好和稳定一致的性能；
● 反复形变下没有机械性能的损失，并且抗疲劳；
● 良好的回弹和弹性恢复；
● 精确的尺寸稳定性；
● 优秀的加工性能；

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Pedax材料与传统材料实验对比（弹性、韧性、抗形变）
视频加载中...近两年，Pebax材料成为体育装备领域的新宠，以下基本上你耳熟能详的跑鞋品牌在其高端鞋款都采用了Pebax材料，虽然每家品牌用各种你看不懂的酷炫名字标榜自己的中底材料有多牛逼，但其实本质都是Pebax材料或者类似材料。

Pebax材料用户涵盖跑鞋主要：http://www.bing.com.cn/

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碳板弹性虽然很好，是指在弯折时回弹充分，但其在没有弯折的情况下，质地却十分坚硬，在中底中加入一块硬质材料，就需要有很好的缓冲材料来减少坚硬碳板对于脚的硬冲击，从而防止加入碳板后鞋的顺应性下降和刚度过度增加，造成鞋的舒适性大大降低。

如果中底不够厚，那么这样的碳板跑鞋穿起来是十分难受的，而在传统EVA材料中加入碳板，那么就势必要增加EVA的厚度，但EVA一旦增厚，一方面重量明显增加，一方面增厚的EVA恰恰抵消了碳板的回弹，使得碳板无法发挥作用。

因为EVA缓震好但回弹性能谈不上特别好，可以理解为一个缓震材料加一个回弹材料合在一起并不是又缓震又回弹，而是变成了既不缓震也不回弹，那就南辕北辙了。

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所以碳板加入中底的前提就是要有更好的、更高级的缓震回弹材料，这种材料既要能充分缓震又要能充分回弹，与碳板一起是相互兼容而不是相互抵消。

同时，这种材料要足够厚才能避免跑鞋因为加入碳板而失去弹性和顺应性，但又要避免厚度增加带来鞋的重量增加，而新一代尼龙发泡材料Pebax材料做到了，换句话说，是先进的中底材料成就了碳板技术。

所以碳板跑鞋能做到中底非常厚但重量却变轻了，一方面适当综合了碳板的坚硬，一方面又能和碳板一起发挥回弹作用。

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碳板跑鞋超厚的中底变向
增加了下肢长度

前文已经充分说明了碳板跑鞋由于要平衡碳板刚度增加可能导致的缓震不足和脚感不适，因此中底缓震材料的厚度大大增加，而新一代Pebax超临界发泡材料做到了又轻又厚。

这就相当于增加了下肢长度，在体重不变的情况下，由于鞋底厚度增加，而使得下肢长度得以“巧妙”地增加，而更长和更细的腿似乎会产生更大的惯性力矩。

这就解释了一些研究发现穿着碳板跑鞋后为什么步幅加大，而这样的步幅加大不是来自于跑者肌肉用力程度增加，而是源于只需将更少的能量用于腿部加速，但较长的腿部有利于更长的步幅，这就实现了一方面节省能耗一方面增加步幅。

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所以，综上所述，碳板跑鞋在动能学和运动生物力学上的确相比传统跑鞋具有更佳的优势。

因此，对于跑者而言如虎添翼，穿上去提升成绩也就不难解释了。

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阿迪达斯在碳板跑鞋发力很猛

2020年，阿迪达斯推出了首款厚底碳板顶级竞速跑鞋adizero adios Pro，加入碳板竞速跑鞋市场的厮杀。

很快，阿迪这双跑鞋了取得不俗战绩，基比沃特·坎迪在瓦伦西亚半马比赛着阿迪这双鞋打破了卡姆沃罗创下的58:01的世界纪录，其最终成绩为57:32，提高幅度高达半分钟。

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而在2020年9月，布拉格RunCzech比赛中，当今女子马拉松领域最炙手可热的选手杰普彻彻打破了女子半程马拉松世界纪录，成绩为1:05:34，打破了之前的纪录近40秒。

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而杰普彻彻随后又在波兰格丁尼亚世界半马锦标赛中，以1小时05分18秒再次打破由她本人保持的纯女子半马世界纪录，在顶级竞速跑鞋的竞争中，阿迪达斯凭借adizero adios Pro春风得意。

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而在今年8月7日在东京奥运会女子马拉松赛场上，杰普彻彻凭借超强的体能储备力压女子马拉松世界纪录保持着科斯盖，以2:27:20的成绩为自己的祖国拿下一枚宝贵的奥运会金牌。

在11月7日纽约马拉松又以2:22:39的成绩率先冲线，轻松地将女子马拉松冠军收入囊中！阿迪达斯碳板跑鞋捍卫了自身的荣誉。

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今年9月，在德国Herzogenaurach举行的adizero Road To Records event（阿迪在通向世界纪录之路）的比赛中。

来自肯尼亚的Agnes Tirop以提升28秒的优异成绩打破了女子10公里跑世界纪录，最终成绩高达30:01，平均配速达到每公里3:00 。

非常遗憾的是，才华横溢的Agnes Tirop在今年10月，被她的丈夫刺杀身亡。

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而来自埃塞俄比亚的Senbere Teferi则创造了14:29的5公里世界纪录，这场比赛由阿迪达斯组织，来自阿迪达斯赞助的众多精英运动员参加了这场比赛。

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赛后，两人高举写上世界纪录的adidas Adizero Adios Pro 2.0跑鞋拍照留念，阿迪达斯继续领跑世界顶级竞速公路跑鞋的决心一直没有改变。

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阿迪达斯
2021款竞速跑鞋有何特色？

尝到甜头的阿迪达斯乘势而上，在今年推出第二代碳板竞速跑鞋adizero adios pro 2以及比pro 2鞋底更厚的adizero Prime X 。

Prime X可以视作阿迪对于下一代碳板跑鞋的一种概念尝试。

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