碳纤维复合材料在运动鞋上的应用分析

碳纤维复合材料在运动鞋上的应用分析

碳纤维复合材料在运动鞋领域的应用日益广泛，从马拉松竞速到日常训练，不同形态的碳板为跑者提供了多样化的选择。本文将深入探讨碳纤维复合材料的类型、性能特点以及在运动鞋中的具体应用，帮助读者更好地理解这一前沿科技在运动装备领域的创新应用。

碳纤维复合材料：跑鞋的 “智慧心脏”

运动鞋碳板的核心材料是碳纤维复合材料，它由碳纤维和树脂基体复合而成。依据成型工艺和树脂类型的差异，主要分为热固性和热塑性这两类碳纤维复合材料。

目前市面上多数碳板跑鞋都选用热固性树脂，其中环氧树脂的占比较高，此外，双马来酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂等也有应用。这是因为热固性树脂工艺成熟，能赋予碳板较高的强度，还便于加工出复杂的形状。

热塑性碳纤维复合材料则代表着未来的发展趋势。它以尼龙 6（PA6）、聚丙烯（PP）、热塑性聚氨酯（TPU）等作为基体，具有环保可回收、生产效率高的显著优势。

对比两者性能，热固性碳纤维复合材料强度高、成本可控，但存在不可回收、固化时间长的缺点；热塑性碳纤维复合材料可回收、成型快、韧性好，然而预浸难度大，对生产设备的要求也比较高。

另外，在碳纤维强度方面也有改进案例，比如特步的“黄金碳板”，通过在碳纤维编制过程中加入航天级超级纤维（PI 纤维），在保证结构强度的同时，重量比普通碳板轻约 20%，解决了传统碳板在重量、强度与韧性之间的平衡难题，让跑者能更好地掌控碳板，提高了跑鞋的耐久性。

图源自网络

在应用场景方面，竞速跑鞋领域，热固性碳板更受青睐。像耐克 Alphafly 的环氧基碳板，凭借刚性强、推进效率高的特性，成为精英跑者的不二之选。总体而言，当下碳板材料仍以热固性环氧树脂基碳纤维复合材料为主，热塑性碳板则是具备广阔的前景。

多样形态：碳板在运动鞋中的奇妙变身

碳板的应用形态主要有勺型 / 铲型、X/Y型、支撑型等，每种都有独特的设计和功能。

勺型 / 铲型碳板

采用从前掌延伸至后跟的弧形设计，契合跖趾关节运动轨迹，利用跷跷板效应，落地时碳板形变储能，蹬伸时释放能量产生推进力，适合马拉松竞速，尤其适合前掌着地的高水平跑者。

耐克 Alphafly 3，图源自网络

李宁，图源自网络

乔丹体育，图源自网络

X/Y 型调节碳板

在中足区域交叉镂空，前后延伸且面积较小，通过交叉点增强中足稳定性，镂空设计减轻重量并优化动态支撑，适合日常训练或中等水平跑者，能平衡支撑与灵活性。

特步，图源自网络

HOKA，图源自网络

必迈，图源自网络

支撑型碳板

局部覆盖足弓，面积小但硬度高，主要作用是限制足弓塌陷，分散跖骨区域压力，减少足底筋膜牵拉，适合大体重跑者或长距离训练，能有效缓解足部疲劳。

飞鱼，图源自网络

多威征途，图源自网络

不同碳板类型的性能对比：

根据不同需求，选择碳板跑鞋也有讲究。如果追求竞速突破，优先考虑全掌铲型碳板；长距离训练的话，X/Y 型或异构碳板更为合适；要是注重足弓支撑，选择局部碳板搭配宽楦设计的鞋子。

本文原文始发于微信公众号（艾邦高分子）