Инновации приносят в спорт множество сложностей, но они повышают уровень работоспособности спортсмена и снижают вероятность травм, делая спорт более приятным для зрителей и самих спортсменов.
Мир спорта находится под сильным влиянием даже незначительных изменений спортивного инвентаря, которые могут быть результатом победы или поражения.
В последнее время индустрия спортивного оборудования превратилась в сложную, но коммерчески жизнеспособную индустрию высоких технологий, в которой достижения революционизировали спорт.
Кроме того, различные чемпионаты мирового уровня, такие как Олимпийские игры и Кубки мира, в значительной степени популяризировали индустрию спортивного снаряжения, сделав ее выгодной бизнес-возможностью для государственных и частных венчурных капиталов.
Влияние нанотехнологий на спортивное оборудование
Нанотехнология заметно оказала влияние на степень конкурентоспособности в спорте, как и любая другая новаторская идея в области материаловедения.
В нише спортивного оборудования нанотехнологии предлагают ряд преимуществ и огромный потенциал для улучшения спортивного оборудования, что делает спортсменов безопаснее, комфортнее и маневреннее, чем когда-либо.
Бейсбольные биты, ракетки для тенниса и бадминтона, хоккейные клюшки, гоночные велосипеды, мячи для гольфа , лыжи, стрелы для стрельбы из лука и т. д. - вот некоторые виды спортивного снаряжения, характеристики и долговечность которых улучшаются с помощью нанотехнологий.
Наноматериалы, такие как углеродные нанотрубки (УНТ), наночастицы кремнезема (SNP), фуллерены наноглин и т. д., включаются в различное спортивное оборудование для повышения производительности оборудования. Каждый из этих наноматериалов отвечает за такие преимущества, как высокая прочность и жесткость, долговечность, уменьшенный вес, стойкость к истиранию и т. д.
За прошедшие годы в связи с развитием материалов в спортивном снаряжении произошло снижение веса оборудования, сопровождаемое значительным улучшением его прочности.
УНТ, наиболее часто используемый материал в спортивном оборудовании с наноусилителем, имеет более высокую удельную прочность и удельную жесткость, чем другие традиционные материалы. Они в 100 раз прочнее, но в 6 раз легче, чем сталь, и такие же жесткие, как алмаз, что делает их идеальным компонентом для изготовления спортивного снаряжения, где малый вес и высокая прочность имеют первостепенное значение.
Кроме того, различные нанокомпозиты, содержащие УНТ, значительно превосходят по прочности и долговечности другие обычные материалы, используемые в спортивном оборудовании. УНТ используются для создания сверхпрочных рулей для горных велосипедов, прочных теннисных ракеток и сверхлегких велосипедных рам.
Многие известные велогонщики, такие как Кадель Ли Эванс и Флойд Лэндис, выигрывали различные турниры, в том числе Тур де Франс, на велосипедах с пластиковыми рамами CNT. Велосипеды , используемые этими велосипедистами были изготовлены швейцарской компанией) и их вес составлял всего 1055 граммов , но при этом они обладали прочностью в 400 раз большей , чем сталь .
Знаменитый теннисист Роджер Федерер выиграл множество турниров, включая Уимблдон, с использованием ракеток с нано- усиленных SNP. Эти ракетки более усовершенствованы и обладают на 22% большей силой удара по мячу, чем другие ракетки, не основанные на нано технологиях . SNP также обеспечивают гибкость при катании на лыжах, что способствует более плавным скольжению и разворотам.
Такое спортивное снаряжение как футбольные с теннисные мячи с подкладкой из нано-глины в качестве барьерного материала, поддерживает давление для более продолжительного игрового процесса.
Включение наноматериалов (например, фуллерена) улучшает клюшки для гольфа, понижая центр тяжести, что увеличивает мощность и точность во время игры.
Оксид графена и листовая бумага (лист УНТ) включены в каноэ, а также корпуса и мачты гоночных лодок для того, чтобы увеличить скольжение, в то же время делая их прочнее и легче.
В катании на коньках сверхтвердая нанокерамика делает края коньков сверхострыми.
В гонках «Формула-1», где скорость в значительной степени зависит от массы кузова и типа шин, используются более легкие и износостойкие нанокомпозитные материалы. Кроме того, наночастицы ZrO 2 , ZnO, CuO и т. д используются в смазочных материалах для уменьшения износа и трения, углеродные нановолокна включаются в разрывы, а краски на нано-основе используются для термического сопротивления и уменьшения аэродинамического сопротивления.
Кроме того, нанофосфатные литий-ионные аккумуляторы используются в системах рекуперации кинетической энергии (KERS), которые имеют малый вес, имеют лучшую зарядно-разрядную емкость и эффективность.
Рыночный потенциал
Мировой рынок спортивного инвентаря постоянно растёт.
Спортивное снаряжение, которое на 10-20% улучшено с точки зрения производительности и долговечности, становится более продаваемым товаром на рынке, а наноматериалы могут сделать спортивный инвентарь, во много раз лучше.
Тем не менее, несмотря на различные предлагаемые преимущества, на рынке нет огромного количества спортивного оборудования с улучшенными нанотехнологиями, поскольку эта технология очень дорогая и сложная.
Кроме того, производители должны будут приобрести новые машины для производства спортивных товаров с наноусилителем. Большинство спортивных товаров, дополненных нанотехнологиями, продаются по недоступной цене на рынке, что делает их недоступными для массового спорта.
Тем не менее, ожидается, что в долгосрочной перспективе эти продукты станут менее дорогими, чтобы каждый спортсмен мог себе это позволить.
Глобальное использование нановолокон, устойчивых к морщинам и пятнам, в рентабельных линиях спортивной одежды для массового рынка является отличным примером будущих перспектив нанотехнологий в индустрии спорта.
Выводы
Нанотехнология, являющаяся прорывной технологией, повлияла на все сферы нашей повседневной жизни, и спорт не является исключением. Спортивное снаряжение с нано-усилением намного лучше и эффективнее в плане прочности, жесткости и долговечности по сравнению с обычным спортивным снаряжением. Различные компании предлагают более инновационные идеи для дальнейшего внедрения нанотехнологий для улучшения спортивного инвентаря.
Многие выдающиеся спортсмены предпочитают использовать спортивное оборудование с нано-эффектом для улучшения своих результатов. Тем не менее, будучи дорогой технологией, спортивное оборудование с нано-усилением не может быть предоставлено каждому спортсмену.
Однако, если все спортсмены не будут использовать аналогичный спортивный инвентарь, будет очень сложно проследить о естественных спортивных способностях конкретного спортсмена.
Следовательно, конечная цель, которую необходимо достичь, должна заключаться в том, чтобы раздвигать границы уровней производительности, а не увеличивать стоимость высокотехнологичного спортивного оборудования.
Кроме того, для решения возможных проблем токсичности, связанных с нано-улучшенным спортивным оборудованием, необходим надлежащий мониторинг производственных процессов, периода использования и утилизации, чтобы исключить выброс наночастиц из-за деградации или по любой другой причине.
