跑鞋的避震是如何達成的？

相信許多朋友都知道跑鞋的避震很重要，但你知道避震指的是什麼嗎？而跑鞋的避震設計又有哪幾種？他們又是如何實現避震效果的呢？本文將用簡單的方式說明什麼是避震以及避震的設計，並用簡單的方式呈現避震是如何達成的。

避震是什麼？

避震，是跑鞋設計中重要元素之一，因為跑步時雙腳需要反覆承受約體重1.5至3倍的衝擊力，長時間累積下來，對下肢的負擔不容小覷。各家運動鞋廠牌無不投入心力在研究如何提升避震功能，從鞋底的緩衝材質、厚度、形狀等角度，尋求最佳的配置，來減少著地的衝擊力。避震的目的是減緩足部接觸地面時，衝擊力上升的速度與幅度。

如下圖所示，穿上有避震功能的鞋子後，可降低力量上升的速度 (藍箭頭的斜度) 與幅度 (藍圈的高度)，進而達到避震緩衝的目的；反之，若不能有效延緩衝擊，如赤腳後足著地，則會使力量急劇上升，並承受較大的力量峰值，進而導致傷害發生的風險提高。

跑鞋的避震設計

要達成避震的目的，使鞋底在接觸地面時能吸收衝擊，實際的方法是透過鞋底的「形變」，來延緩撞擊的持續時間並吸收力量，其方法有兩種，材料避震與結構避震。例如當你踩在軟墊時，軟墊會下陷藉此吸收衝擊，使你感覺到避震的效果，這類我們稱為材料避震；而另一種結構避震，則如生活中常見的彈簧或拱橋，透過外部結構的形變來達吸收與緩衝避震。目前市面上跑鞋的避震設計也可分為此兩類。

材料避震－利用材料自身的形變來達到避震的功能。跑鞋中常見的材料避震設計，透過使用發泡材料、EVA、E-TPU等較軟的材料，來吸收撞擊。例如NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT %及ADIDAS ULTRABOOST 20。

結構避震－利用外部結構的形變來達到避震的效果。經常利用波浪或拱橋的形狀來到支撐與緩衝的功能。例如MIZUNO WAVE RIDER 23及ON CLOUD ACE。

避震是如何達成的？

本文使用上述各兩雙代表材料避震與結構避震的跑鞋做示範，請二名退役的田徑跑者，分別穿著兩款鞋進行測試，A跑者穿著NIKE與MIZUNO，B跑者穿著ADIDAS與ON，以5分速 (5min/km) 進行30公尺平穩速度跑。於20公尺處架設攝影機，以高速攝影模式 (每秒240格) 捕捉足部著地瞬間到腳掌踩平地面的變化。

材料避震慢動作影片

NIKE ZOOM X VAPORFLY NEXT % 的中底搭載Zoom X泡棉材質，在著地瞬間後開始產生形變擠壓，藉此吸收了部分的衝擊力，當腳掌踩平地面時，可看到整體壓縮的現象；ADIDAS ULTRABOOST 20 全中底由Boost顆粒所組成，其材質為E-TPU (熱塑性聚氨酯)，我們可觀察到Boost跑鞋著地時，衝擊力也會使得Boost有著一定程度的擠壓，腳掌貼平時，亦可看到明顯的變化。

結構避震慢動作影片

我們可以觀察到MIZUNO WAVE RIDER 23在跑步著地瞬間，其後跟的Wave波浪片會因受力而變得扁平，使原本波浪片前後的空隙都被填滿，波浪片幾乎完全與中底貼合；而ON CLOUD ACE本身雲端科技緩衝系統 (鞋款波浪狀大底) 在跑步著地瞬間時，波浪受到擠壓，尤其是後足幾乎變為扁平，其透過結構形變而吸收衝擊力的方式明顯可見。

結語

利用影像捕捉的方式，我們可以清楚觀察到不同款跑鞋透過材料或結構的設計，皆可藉由形變的過程來達到避震的功能。但隨著不同的避震設計，實際上也會有不同的效果與特性，所適合的族群也有所不同，並非越軟越好。例如較軟的避震設計可能有較佳的緩衝效果，但卻會使鞋底穩定性變差，不適合足踝不穩定的人；而較硬的避震設計，也許增加了後足著地衝擊力，但相對提高了穩定性，且對中足或前足著地形態的跑者而言，卻可能沒有太大的影響，反而可藉此減少緩衝材料的重量，適合競速需求。因此根據自身的需求挑選跑鞋，才能達到最佳的效果。

參考文獻：

Lieberman, D. E., Venkadesan, M., Werbel, W. A., Daoud, A. I., D’andrea, S., Davis, I. S., ... & Pitsiladis, Y. (2010). Foot strike patterns and collision forces in habitually barefoot versus shod runners. Nature, 463(7280), 531-535.