滑雪、騎行等一些運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，由于場(chǎng)地復(fù)雜，速度較快，運(yùn)動(dòng)者在高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下一旦發(fā)生撞擊、摔滑等事故，將會(huì)造成嚴(yán)重傷害甚至危及生命安全。研究表明，使用護(hù)背、護(hù)腕、髖墊、膝關(guān)節(jié)墊等防護(hù)裝備可以明顯降低運(yùn)動(dòng)者受傷的整體風(fēng)險(xiǎn)。因此防護(hù)裝備已成為必要的運(yùn)動(dòng)裝備之一。尤其是近年來(lái)隨著“帶動(dòng)三億人參與冰雪運(yùn)動(dòng)”目標(biāo)的提出，運(yùn)動(dòng)防護(hù)裝備行業(yè)也迎來(lái)史無(wú)前例的發(fā)展機(jī)遇。本刊特設(shè)專(zhuān)題系列從護(hù)具所用抗沖擊材料的研究、相關(guān)產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)到商業(yè)品牌推廣等多個(gè)角度剖析運(yùn)動(dòng)防護(hù)裝備的發(fā)展現(xiàn)狀，下文主要介紹國(guó)外抗沖擊材料的研究現(xiàn)狀。
抗沖擊材料是防護(hù)裝備的核心，其作用包括消耗和吸收因墜落、打擊或其他突然沖擊而產(chǎn)生的能量；防止穿透、擦傷和撕裂傷；為關(guān)節(jié)、肌肉和骨骼提供支持。柔韌舒適的輕質(zhì)抗沖擊防護(hù)材料是目前體育用品所追求的方向。
目前，國(guó)外商業(yè)化應(yīng)用最廣的抗沖擊材料是D3O和Poron XRD。2004年，英國(guó)工程師Richard Palmer發(fā)明了非牛頓流體材料D3O，組分中的聚硼二甲基硅氧烷是一種剪切增稠流體，在常規(guī)狀態(tài)下柔軟，當(dāng)受到劇烈撞擊或擠壓時(shí)會(huì)瞬間變硬。這是由于當(dāng)作用力緩慢施加到剪切增稠流體時(shí)，聚合物鏈有時(shí)間移動(dòng)并重新排列，而黏度不受影響；若快速施加作用力，聚合物鏈就會(huì)糾纏在一起，反映到外部即為收緊變硬，從而抵抗外力。發(fā)明者稱(chēng)它能在納秒級(jí)的不同沖擊情況下做出不同反應(yīng)，在相同的沖擊力下，達(dá)到相同的防護(hù)等級(jí)時(shí)，D3O的厚度是高密度海綿厚度的 1/25。2006年都靈冬奧會(huì)上，美國(guó)隊(duì)和加拿大隊(duì)已開(kāi)始使用添加D3O材料的護(hù)具。許多國(guó)外護(hù)具品牌，如Xion、Scott、Demon等都與D3O實(shí)驗(yàn)室建立了合作，在產(chǎn)品中使用D3O材料。
美國(guó)Rogers公司開(kāi)發(fā)的Poron系列材料產(chǎn)品，成分為聚氨酯發(fā)泡體，外觀呈高密、微細(xì)而均勻的細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)，具有高能量吸收性、高緩沖性和高壓縮還原性。其中的Poron XRD被廣泛應(yīng)用于各類(lèi)護(hù)具中作為緩沖吸能材料。G－FORM和鎧武者等品牌也使用了Poron XRD，其舒適度高，觸感柔軟，在受到撞擊的瞬間，會(huì)增加自身硬度并吸收多余的沖擊力，具有優(yōu)異的安全防護(hù)性能。
2006年，美國(guó)Dow Corning（道康寧）公司開(kāi)發(fā)出了“DEFLEXION”高性能紡織品和沖擊吸收材料，旨在吸收和分散沖擊能力、提供保護(hù)的同時(shí)又不增加傳統(tǒng)襯墊和防彈衣的體積和剛度。該類(lèi)材料包含TP－Range和SRange3D兩個(gè)系列，前者是一種熱塑性彈性體，而后者為有機(jī)硅摻雜聚酯類(lèi)3D間隔織物，平時(shí)表現(xiàn)為易彎折的織物，當(dāng)受到撞擊時(shí)，有機(jī)硅分子迅速在撞擊點(diǎn)聚集，使織物堅(jiān)硬起到護(hù)甲的作用，當(dāng)沖擊力消失后立即恢復(fù)到柔軟狀態(tài)。
此外，瑞典POC公司獨(dú)立開(kāi)發(fā)了裝甲防護(hù)材料VPD（Visco-elastic Polymer Dough，團(tuán)狀黏性聚合物），其手感與面團(tuán)類(lèi)似，具有高阻尼性；受到?jīng)_擊后立即變硬并吸收大部分沖擊能量，發(fā)生壓縮形變。區(qū)別于D3O的分子間鎖緊、形變量小，VPD會(huì)迅速收縮變硬，但D3O的反應(yīng)更迅速。VPD 2.0是POC的防彈背心材料之一，除了抗沖擊，還有防撕裂能力，但吸能效應(yīng)和反應(yīng)速度均弱于D3O，吸收沖擊力時(shí)的震動(dòng)和沖擊感也更強(qiáng)，舒適性較差。
