慢跑一向是大眾喜愛的運動之一，各種運動員也會以慢跑作為熱身，而在跑步時，雙腳需承受體重1.5至3倍的衝擊，長時間下來容易導致下肢過度使用，進而提高傷害風險。近年來，眾多運動鞋廠透過材質、形狀、位置等不同方面來提升避震效果，降低傷害發生率。包含較為熟悉的Adidas Ultraboost系列採用的E-TPU，Mizuno Wave和On Cloud系列採用的結構設計。然而在評估避震功能時，大多從垂直於地面方向上的反作用力著手，但評估避震效果真的就只有如此嗎?
剪力效益
美國材料測試標準學會ASTM（American Society of Testing and Materials）將避震進行定義 :『藉由外力作用時間的增長，撞擊力峰值降低的能力』。由此可知，避震可透過力量上升的速度與幅度進行判斷，因此當力量急劇上升時，承受的衝擊力也較大，導致傷害發生率提高。而在跑步時，水平方向衝擊力雖然較垂直方向衝擊力小，但卻不能輕忽水平方向剪力的影響；有研究指出，造成前十字韌帶撕裂傷(anterior cruciate ligament tear injury)主因為脛骨產生向前(水平方向)的力所導致。此外，水平方向的力臂相對於垂直方向的力臂大很多，使得作用在關節上的力矩相對較大，進而導致肌肉產生較大的負荷，最終增加運動傷害的機率。因此在評估避震性能時，除了垂直方向，前後水平方向的剪力也是避震檢測上不可忽視的一部分。
2013年一篇發表於運動生物力學期刊的研究顯示，採用不同速度(2.5 m/s、3.5 m/s、4.2 m/s)及不同鞋底上的剪力避震設計(無剪力避震、步行之剪力避震、與跑步之剪力避震)探討剪力避震對水平位移及負荷之影響，鞋底的剪力避震是根據先前足壓中心(COP)軌跡的研究結果(步行及跑步時的COP軌跡)進行設計。在步行時，COP軌跡會先由足部外側向內偏移；跑步時，COP軌跡較為筆直。因此透過此特徵進行鞋底剪力避震凹槽設計，步行之剪力避震為行進方向45°之凹槽設計，跑步之剪力避震為行進方向垂直之凹槽設計。
圖片來源: 作者自製
該研究結果發現，具有步行之剪力避震(40°)、跑步之剪力避震(Straight)的跑鞋，均能增加剪力位移(左圖)。然而，在行走時，步行之剪力避震(45°)設計，剪力位移較大；在慢跑與快跑時，跑步之剪力避震(Straight)設計，剪力位移較大。除此之外，垂直負荷率之結果顯示，慢跑及快跑可透過跑步之剪力避震(Straight)設計降低負荷率，以達到避震效果。此研究結果也驗證，不同的動作速度或型態，需求的剪力避震也會不同，要達到最佳的避震功能，必須針對專項運動的動作需求而設計◦
透過剪力避震設計，不僅可降低剪力之衝擊，也可降低垂直力之衝擊，能提供更全面性的緩衝效果。未來鞋款設計上，除了垂直於地面方向上的避震設計，也應該可考慮前後方向之剪力避震。
參考文獻:
Chan, M. S., Huang, S. L., Shih, Y., Chen, C. H., & Shiang, T. Y. (2013). Shear cushions reduce the impact loading rate during walking and running. Sports Biomechanics, 12(4), 334-342.
Wang, L. I., Gu, C. Y., Chen, W. L., & Chang, M. S. (2010). Potential for non-contact ACL injury between step-close-jump and hop-jump tasks. Journal of Sports Science & Medicine, 9(1), 134.
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