新材料高科技泳衣性能分析及其對競技游泳運動的影響與展望

摘要：隨著現代材料科技與體育領域融合程度的不斷提升，采用新材料加工而成的高科技泳衣層出不窮。文章基于新材料高科技泳衣的興衰歷程，對“后高科技泳衣時代”，競技泳衣的發展前景進行了展望。首先對高科技泳衣興起的背景、鯊魚皮泳衣以及高科技泳衣的衰落歷程進行了概述，在充分調用相關文獻和運用邏輯分析法的基礎上，結合游泳競技歷史上的新聞報道等進行了客觀評述;其次對高科技泳衣對競技游泳運動的影響進行了總結性分析，并以典型新材料高科技泳衣“鯊魚皮”“氨綸”等為例進行了詳細分析;最后對未來新材料在競技泳衣中的發展趨勢和研發方向進行了分析，認為未來的新材料高科技泳衣將會在3D環繞壓縮織物系統、身體穩定網格以及超聲縫合技術方面充分改良泳衣加工工藝，從而全面提升游泳運動員及愛好者的競技水平。

關鍵詞：新材料;泳衣;性能分析;競技影響;發展趨勢

中圖分類號：G861.1;TS102.52+7.3

文獻標識碼：A

文章編號：1001-5922（2020）08-0064-04

Performance Analysis of New Material High-tech Swimsuit andIts Influence and Outlook on Competitive Swimming

LIANG Yuan

（Sports Department of Baoji Vocational and Technical College，Baoji Shaanxi 721000.China）

Abstract ： With the continuous improvement of the integration of modem material technology and sports，high-techswimsuits made of new materials emerge in an endless stream.Based on the rise and fall of new material high-techswimsuits.this paper looks forward to the development prospect of competitive swimsuits in the "post-high-techswimsuits era".Firstly，this paper summarizes the background of the rise of high-tech swimsuits.the decline ofshark skin swimsuits and high-tech swimsuits.Based on the full use of relevant literature and the use of logicalanalysis，this paper makes an ohjective comment on the news reports in the history of swimming competition.Sec-ondly，it makes a summary analysis on the impact of high-tech swimsuits on competitive swimming，and makes atypical new analysis material high-tech swimwear "shark skin" and "spandex" are analyzed in detail.Finally，the de-velopment trend and R & D direction of new materials in competitive swimwear are analyzed.lt is believed that thenew material high-tech swimwear in the future will fully improve the processing technology in the 3D surroundingcompression fabric system，body stabilizing mesh and ultrasonic stitching technology，so as to comprehensivelv im-prove the competitive level of swimmers and enthusiasts from the perspective of swimwear.

Key words ： new materials;swimwear;performance analysis;competitive impact;development trend

0引言

游泳項目可分為競技游泳和實用游泳2種類型。其中，競技游泳是奧林匹克運動會中的第2大運動，同時也是奧林匹克運動會中除田徑以外金牌分布最為廣泛的運動項目[1]。對于當前全球范圍內的諸多體育大國、強國而言，其游泳競技水平的高低對于其在國際體壇中的地位有著極其重要的影響。因而，對于包括我國在內的所有奧運參賽國而言，提升本國游泳選手競技成績、全面發展游泳事業，使本國游泳競技能力具備全球競爭力，已經成為各國體育事業發展的共識。隨著現代科技的迅速進步，材料科技與現代體育融合程度的提升，利用高科技、新材料加工而成的新型泳衣正被越來越多的運用到游泳訓練、競技當中。

通過高科技與泳衣的結合，許多游泳競技選手的比賽成績在短期內得到了顯著提升。隨之而來的，是社會各界對高科技新材料泳衣的質疑，相當一部分人認為高科技新材料泳衣對于游泳競技成績的提升是“不公平”“不合規”的，認為以“鯊魚皮”泳衣為代表的高科技泳衣違背了奧林匹克精神。因此，2010年國際泳聯根據“以人為本”的精神，正式宣布在今后的競技比賽中全面禁止使用高科技泳衣[2]。然而，關于高科技泳衣對競技游泳運動比賽成績的提升到底有多大，以及今后是否會有體育裝備制造企業重新利用新材料進行泳衣加工等仍然是游泳競技及游泳裝備加工制造領域的熱門研究話題。

1概述

1.1高科技新材料泳衣興起

隨著奧運會的影響力越來越大，體育比賽場上的戰斗也越來越激烈，而現在隨著科技的發展，體育賽場上的科技之戰也越來越嚴重，而且游泳運動員的成績計量是以0.01s為單位的;這就說明冠軍和亞軍的差距可能就是0.01s。根據相關研究成果發現，水的阻力比空氣大很多，大約是其阻力的800倍，在劃水時游泳運動員的能量消耗基本都來自于皮膚摩擦和型阻等[3]。所以，為了降低運動員的能量消耗，選用可以最大限度減少阻力的材料做泳衣，是泳衣科技競技的關鍵。

在供不應求的市場下，世界各大泳衣制造商看中了其市場，紛紛致力于研究降低運動員在水中前進阻力的泳衣。在1988年漢城奧運會上，美國一家公司推出了大力士泳衣，其游泳隊也率先使用了將高科技融入到泳衣中的泳衣[4]。美國游泳隊因此打破了男子50m自由泳的世界紀錄，獲得了優異的成績。這款泳衣不僅質量輕，而且平滑度和伸縮性較之前也有很大的改善，該泳衣被認為是高科技泳衣的鼻祖。

1.2高科技新材料泳衣的衰落

高科技泳衣從其誕生的時候就有人質疑它，質疑其違反了國際泳聯的相關規定。不過，國際泳聯對其持觀望態度，因此也導致了高科技泳衣在2009年進一步瘋狂。在羅馬世錦賽上，是迄今為止打破最多世界紀錄的一次世界性游泳大賽，在為期8d的比賽中，43次刷新了31項世界紀錄，這些破紀錄游泳運動員超過83%都是身著高科技泳衣參賽的[5]。不過，阿瑞娜和Jaked等公司生產的泳衣號稱更快，已經蓋過了速比濤公司的鯊魚皮泳衣風頭，這種新型泳衣能夠提高人體30%的浮力，其采用聚亞安酯材料，降低了運動員在水中前行的阻力，同時塑身效果非常好，穿這兩款泳衣的運動員成績都比較優秀。其中表現突出的是;在男子200m自由泳決賽中，之前普普通通的德國游泳運動員Paul Biedermann戰勝了MichaelPhelps并打破世界紀錄，使全世界人們都感到驚訝。Michael Phelps教練Bauman憤怒的表態：MichaelPhelps將不會再參加任何國際性大賽，除非國際泳聯禁用高科技泳衣。Paul Biedermann在比賽結束后也承認了自己成績的提高要歸功于高科技泳衣，如果是通過訓練來提高成績的話大概還需要許多年。最終致使國際泳聯通過專家會議，最終決定對新材料泳衣的形態、尺寸等進行規則性約束。

2高科技新材料泳衣性能分析及其對競技的影響

2.1仿鯊魚皮泳衣

2.1.1仿鯊魚皮泳衣工作原理

水的阻力比空氣大很多，大約是其阻力的800倍，所以想要減少水中的阻力是非常困難的。根據實驗數據得知，在100m自由泳中，假如水對人的阻力降低10%的話，體型和推力相同的運動員，可以在時間和距離上領先于對手[6]。因此，為了取得更好的成績，低阻力泳衣的研發成為世界各國運動器材制造商的主要研究方向。

鯊魚皮上的粗糙的V形皺褶（見圖1）能夠巧妙產生水的渦流被生物學家發現，鯊魚皮上的粗糙的V形皺褶大大減少水流的摩擦阻力，使其在水中得到很高的游速，而且身體周圍的水流更高效地流過。因此快速皮膚織物的超彈力纖維的表面（見圖2）便出現了，它是完全仿造鯊魚皮的表面去做的。而且，這種泳衣的接縫模仿肌腱，同時還融合了動力原理，布料模仿肌肉、富有彈性，為運動員向后劃水提供動力。

2.1.2仿鯊魚皮泳衣性能分析

自1999年問世以來，鯊魚皮泳衣的發展經歷了4個時期的發展和進化。在4個不同的時期內，鯊魚皮泳衣對游泳運動員競技成績的提升如表1所示。

2.2氨綸裸絲復合面料泳衣

2.2.1氨綸裸絲復合面料泳衣工作原理

氨綸裸絲復合面料主要由氨綸裸絲和其他疏水性纖維交織構成。氨綸裸絲復合面料作為服飾加工材料具有手感柔和、恢復性強、彈力強等優點，利用該材料加工而成的服飾能夠在為人提供舒適穿著感受的同時，提供更加美觀的外形。氨綸裸絲復合面料是最為理想的彈性泳裝面料加工材料之一。其纖維伸長率普遍可達500%-700%[7]，受到外力作用情況下，能夠在較大的范圍內恢復材料自身形狀。因此，氨綸裸絲復合材料能夠通過優秀的彈性收縮性，使泳衣整體貼合性更強，從而有效緩解游泳運動員長期運動時產生的機體顫動，幫助運動員節省體力。

2.2.2氨綸裸絲復合面料泳衣性能分析

本文通過對8組不同氨綸試樣的氨綸含量、拉伸彈性回復率和水中浮力進行測試，所得結果見表2所示。

由表2中數據可知，采用不同材料、不同氨綸含量加工而成的泳衣面料在拉伸彈性回復率及水中浮力性能方面差距較大。其中采用滌綸/氨綸加工，氨綸含量19.36%條件下能夠獲得最佳的泳衣性能[8]。

3“后高科技泳衣時代”競技泳衣的發展趨勢與研發方向

3.1“后高科技泳衣時代”競技泳衣的發展趨勢

隨著奧運會的發展，世界各國也都越來越重視體育競技了，并想要獲得更優異的成績，游泳運動員也不例外，這就有效的推動了泳衣和科學技術的結合發展。但是，人們好像看錯了方向，忽略了體育競技比賽的本質，一味的將焦點放在了泳衣可以幫助提高成績上。由于高新材料泳衣在羅馬世錦賽中展現出的對競技成績的瘋狂提升，導致社會輿論普遍對新材料泳衣產生了質疑。國際泳聯通過專家會議，最終決定對新材料泳衣的形態、尺寸等進行規則性約束。雖然許多人都呼吁游泳運動應該回歸到體育競技運動的本質，應該摒棄高科技泳衣。但是，各個廠家和公司還有組織者和運動員自身都追求名譽和金錢;而且，現在科技水平不斷提高，可能很快就會有“紡織物”新品產生，體育賽場上很快就會出現新一輪的軍備競賽。

Speedo公司在2009年11月底就宣布他們已研發出了新一代并已經通過國際泳聯審核泳衣;隨后Jaked和阿瑞娜公司（Speedo的競爭對手）也表示他們已經做好方案來應對國際泳聯禁令。2012年，法國著名泳衣品牌阿瑞娜公司推出“AQUAFORCE英菲尼迪”泳衣品牌，它是通過循環理念來設計的，讓運動員循環利用白己的力量[9]。之后，2013年阿瑞娜公司為專業游泳運動員打造了高設計感和輕量感并存的泳衣男款Arnc3032和女款Am2000wn，該泳衣具有穩定肌肉，可以幫助運動員在比賽里占據優勢。因此，泳衣制造廠商是不會在乎國際泳聯的規則，不會輕易放棄眼前這巨大利益和廣闊市場，競技泳壇的爭斗已經慢慢轉化為各個泳衣生產廠家之間斗爭。

科學技術為泳衣的發展提供了堅實的后盾，高科技泳衣給運動員帶來高成績的同時也影響了競技體育的基本原則（公平、公正）。雖然某些高科技泳衣已經被禁止，但是對其的研究還在繼續。在倫敦奧運會上亮相了一系列并不比高科技泳衣遜色的新型泳衣。

3.2“后高科技泳衣時代”泳衣的研發方向

3.2.13D環繞壓縮織物系統

3D技術的泳衣能最大限度的減小水的阻力，幫助運動員提高劃水率。如在2012年倫敦奧運會上，孫楊就是穿著采用了該技術的FASTSKIN3奪取了男子400m自由泳冠軍。該技術能夠有效的減少阻力，增強氧氣平衡，提高游泳運動員的游速并增強其耐力。

之前，泳衣、泳帽和泳鏡的設計是不同的，一般都是分開獨立的。而后高科技泳衣時代的泳衣設計要求研發人員將泳衣、泳帽和泳鏡三者的設計結合起來，因為其收到了許多規則和規定的限制。

3.2.2身體穩定網格

在2012年倫敦奧運會上就出現了身著浮凸線條泳衣的游泳選手，這類泳衣能明顯增強運動員的身體穩定性，改善劃水姿勢;而且這些線條很小不易察覺，還可以提升游泳選手入水和轉身的動作能量。

3.2.3超聲縫合技術

隨著科技的發展，越來越多的泳衣開始模仿人類皮膚和肌腱組織，采用無縫設計理念，因為人類皮膚極富彈性，更有利于游泳運動員劃水，能夠為其提供額外的動力。同時，這類泳衣能夠面世也要歸功于超聲縫合技術的出現及應用，其工作原理見圖3所示。

4結語

綜上所述，文章基于高科技、新材料泳衣的興起和衰落過程，對高科技、新材料泳衣中的代表產物——鯊魚皮泳衣、氨綸裸絲復合面料泳衣的工作原理和性能進行了分析，探討了高科技新材料泳衣對游泳競技水平的影響。認為當前國際泳聯將高科技新材料泳衣歸類為“高科技興奮劑”的說法有失公允，實際上高科技新材料裝備在各類型競技運動中使用由來已久，如碳纖維材料在各類型球拍、自行車、水上運動中的使用等，而這些項目所取得的成績卻被人類社會廣泛承認。所以針對高科技新材料泳衣未來的發展方向進行了總結性探討，希望材料領域以及泳衣廠商能夠從泳衣新材料方向人手，生產出更多符合國際泳聯要求的新型泳衣。

參考文獻

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[2]艾磊，劉凌，羅維，等.高科技泳衣的興衰及其對競技游泳運動的影響[J].吉林體育學院學報，2016，32（6）：42-46.

[3]袁金龍，毛迪.高科技泳衣應用于競技體育的倫理之爭[J].赤峰學院學報（自然科學版），2013（11）：89-91.[4]孫迪，李維賢.近年仿生服裝設計的特點[J]紡織導報，2018（1）：79-81.

[5]楊斌.泳衣[J].紡織檢測與標準，2016（4）：37-38.

[6]趙德峰，趙海燕，葉晶龍，等.減阻材料的制備及其對游泳運動成績的影響[C].第十二屆全國生物力學學術會議暨第十四屆全國生物流變學術會議：2018.

[7]趙日萍.淺談游泳競賽的泳衣[J].當代體育科技，2017（3）：225+227.

[8]楊繼爽，王平，王洋.高科技泳衣推動游泳運動發展[J].中國發明與專利，2012（9）：26-27.

[9]張春明，金環.從倫敦奧運會看泳衣研發的科技革命[J].國際紡織導報，2012，40（11）：67-68，70-71.

收稿日期：2020-02-10

作者簡介：梁園（1985-），女，漢族，河南洛陽人，碩士學位，講師，研究方向：體育教學、運動訓練。

基金項目：寶雞職業技術學院院級課題（2019114Y）