浅析科技复合材料在足球制造领域的演变与发展
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作者:刘宪瑞 高鹏 雷菲
摘要：足球运动是一项非常受欢迎、影响力巨大的体育运动，不少国家甚至将其定为“国球”，如：英国、巴西等国家，被誉为“世界第一大运动”。一场精彩的足球比赛，使得数以亿计的观众为之着迷，相关资讯报道充斥在世界上各大主流媒体上，为全世界人民搭建起了一套延展性极强的话语框架，成为人们生活中不可缺少的一部分。随着足球运动影响力的扩大和科学技术的不断发展，足球本身成为了研制的焦点，出现了各种可用于足球的新技术新材料，同时竞技比赛对足球要求愈加的高，从而促进了其外观、材质发生的变化巨大。本文主要从足球的起源说起，研究其制造材质与外观的变化。
关键词：足球;材质;外观
中图分类号：C843;TB332文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2019）11-0074-04
足球是一项以脚支配球为主，但也可以使用头、胸部等部位触球（守门员除外），两支队伍在同一场地内进行攻守的体育运动。据不完全统计，现在来自于各个国家经常参加比赛的足球队约80万支，登记注册的运动员约4000万人，含职业运动员约10万人。球迷的数量更是惊人，据中国足协2005年统计，我国球迷人数就达8000万人。这些数据足以见得，足球在世界上的影响有多么巨大。现代足球起源于19世纪的英国，到如今已有一百五十多年了，历经这些年，足球从牛皮材质发展到如今的高科技复合材料，中间到底经过了哪些阶段呢？
1足球起源
关于足球有一个历史性的话题，那就是足球的起源。世界上许多民族都有用脚支配球的游戏，这些都可称为足球游戏。最早在公元前475年至公元前221年，中国有一种以脚支配的游戏被称为“蹴鞠”，以娱乐方式和练兵的工具在民间与军队中广为流传。而中世纪以前，古希腊人和罗马人也在玩一种以把球带过对方的底线为目的的足球游戏——“哈巴斯托姆”。1066年，因为战争“哈巴斯托姆”传人英国，后广受欢迎，正式命名为足球是在1490年。1863年10月26日，现代足球运动于英国诞生。1980年4月，国际足联秘书长布拉特在作《国际足球发展史》的报告时就提到：“足球发源于中国，由于战争而传人西方”。2004年，国际足联在百年庆典活动上正式承认足球是起源于中国，后传入西方国家辗转到英国，才得到了发展。因此有了现在的说法，中国是古代足球游戏的起源地，而英国是现代足球运动的起源地。在中世纪的英国，英国国王因各种原因先后四次发布”足球禁令”。不过因其特殊魅力，禁令也未使其夭折。1857年，在英国，世界上第一個足球俱乐部成立，第六年，第一个足球协会成立。从此，在一定规则约束下、有组织的足球运动开始从英国传遍世界。1896年，在第一届奥运会上将其正式列为比赛项目之一。
2真皮阶段
1872年首次将足球材质进行了规范。足球外壳用牛筋和牛皮，纯手缝制作，橡胶制成的内胆填充于内部。外形是类似于排球的丁字球。由于当时的足球是用牛皮制作的外壳，天气的好坏极易影响到足球的使用情况，另外温度也会影响牛皮的软硬度，进而影响运动员的发挥。而且雨天时，足球长时间的作赛，很容易吸水，重量和形变程度会因此大大增加，球员踢球时，就会受到很大的冲击力。同时牛皮制的足球也容易磨损，很沉，踢球脚会痛。除此之外，牛皮剥去时的部位不同，它的厚度与强度也就不同，一般从背部取下来的皮革比较厚并且也很坚固，而且皱纹还少。这种材质延续了许多年都没有改进，同时这期间，白色或咖啡色是足球仅有的颜色，非常单一。因此，用这种足球进行比赛，在光线不是很好的情况下，即使是在现场观看比赛的球迷也不能清晰的看见球的运行轨迹，更别说在黑白电视机前观看比赛的观众。1970年墨西哥世界杯，足球第一次通过卫星对全球直播，为了解决这一问题，设计师设计了世界杯第一代官方统一用球“Telstar”。在此之前，世界杯比赛没有官方统一用球，每个国家的球队，带着自家常用的足球来耍。第一届世界杯决赛，阿根廷和乌拉圭两支队伍，是用自己的足球各踢了半场。Telstar这个名字源自于“Star of Television”。“Telstar”的材质并没有什么变化，仍完全由真皮制成，但在外观上，设计师将黑色的五角形镶嵌于色调单一的足球外壳，使足球在黑白电视机的画面中更加显眼。球的表面由32块手缝的嵌面组成，20块白色的6边形和12块黑色的5边形，这种全新的建构和均衡的缝制使足球拥有更圆的外形，也是足球颜色从单一到了多色。这一革命性的构造设计书写了足球史上新的一页。尽管这种设计当时是为了电视机前的观众更方便观看比赛，但还是为足球开辟了新的时代，同时足球还获得了个动听的名字“黑白相间的精灵”。一直到现在，“Telstar”仍然是各种足球的原型。
1974年德国世界杯，这次比赛用球“Chile”和“Telstar”由阿迪达斯设计提供的。新的“Telstar”的阿迪达斯logo颜色由黑色变为金色，“Chile”则是一款同类型全白色的球。但在材质和技术上，这两款球和四年前的Telstar没有什么太大的不同。
1978年阿根廷世界杯，这次阿迪达斯的这款比赛用球“Tang”在外观设计上变化非常的大，在足球制作史上非常典型。20个“三角阿迪达斯”围成12个相同的圆形。即时改变的方面没有太大的科技性，但在世界杯比赛用球中，这种外观一直保持到了1998年。“Tango”的外形在设计上汲取了阿根廷传统舞蹈探戈的激情与优雅，球对各种天气的适应能力也更强。
1982年西班牙世界杯，比赛用球名为“TangoEspana”，在外观设计上，相对于Tango而言改动不大，最大的改变是技术上的变化，外壳运用了防水密封的分支技术，在拼缝处用透明橡胶密封起来，更为密闭也更防水，使得水更难以浸透足球，球的吸水力也大大降低，球的额外重量也得到了了最大限度地控制，可足球在使用一段时间后，密封胶却会脱落。
1984年法国欧洲杯决赛，比赛用球为TangoMundial（探戈世界）属于阿迪达斯Tango系列。Tan-go Mundial在外观和制作上基本无太大改变，仅是染红了表面的商标和文字，但有一大的进步，TangoMundial的球面上用英文和法文写上了“84欧洲杯官方比赛用球”，表示这是专门为欧洲杯准备的。 3合成材料阶段
1986年墨西哥世界杯，Azteca（阿兹特克）为比赛用球，突破了原有的制作技术与外观设计。其外观设计利用了阿芝台克人的建筑和壁画图案的风格。第一次利用合成材料，让球变得更加柔软，更加耐用，同时比赛期间球的吸水量大大的减少，让球可以适应各种环境，更具稳定性，而且球面更加均匀，在任何比赛的环境中，她都能够表现得非常出色。
1988年联邦德国欧洲杯，比赛用球Tango Europa（探戈欧洲），由名字可知这是为欧洲杯准备。TangoEuropa的表面用了黑色的图案和文字，除了88年欧洲杯会徽是彩色的，正好搭配东道主联邦德国队的白球衣，就如同专门为这一届欧洲杯设计的一样。
1990年世界杯用了与1992年欧洲杯同一款足球，名为“Etrusco Unico”，这个名字来源于意大利古老的历史。“Etmsco Unico”运用了改良过的合成材料，且球体内层第一次加入了聚氨酯泡沫，完善了球的防水功能，同时球的运行速度再次大幅度提升。并且在伊特鲁里亚艺术的影响下，在每一块“阿迪达斯三角”嵌面上都有三个伊特鲁里亚狮头图案。
1994年美国世界杯，阿迪达斯推出了第一款高科技和超高能量反弹白泡棉层（这个创意来源于美国对宇宙探索和太空技术的追求）的比赛用球Questra（奎斯特拉），超高能量回复性能的白色聚氨酯泡沫首次运用于足球内层，使球更易控制，球速更快。
1996年英格兰欧洲杯，阿迪达斯开始设计专属于欧洲杯的足球，以区别于其他赛事，Questra Europa与Questr仅在图案上有所变化，首次加入了东道主元素——蓝色的三狮和红色的玫瑰。这一款比赛用球让大家记忆颇深，只要一看到它就会想起在英格兰举办的那一届欧洲杯。
4高科技覆合材料阶段
1998年法国世界杯，比赛用球为，中文名“三色球”，该词在法语里的意思即三色旗。在世界杯中，Tricdore是第一个在足球上印彩色图案的足球。使用了新型复合泡沫材料是Tricdore最主要的改变。球面的合成革向多层结构发展。这种新型复合材料使得球更加耐磨，目提升了它的能量回复性能，球能够更平稳飞地行，更加准确地飞向目标。外观上，“透明印刷”首次应用于Triclore，使球的图案更绚丽，且不易因磨损而变得模糊不清，因此延长了球的使用寿命。
2000年欧洲杯，由两个国家（荷兰与比利时）联合承办的欧洲杯是其历史上的第一次，比赛用球为Terrestra Silverstream（银色潮流），在Tricolore基础上加以改进，与三色球在材质和技术上基本没什么不同，仅是外观有了些许变化。
2002年日韩世界杯，比赛用球Fevernova（飞火流星）在外观上融人了现代亚洲文化的元素，是自阿迪达斯推出Tango后，第一次使用突破常规的设计。球面以白色为底，4个金色和红色的飞镖形状图案环绕其上，这种外观形状让球员能够更为清晰的看到球的旋转状况。在制作上，飞火流星在三色球基础上還应用高科技合成泡沫层结构。此结构增加了球的弹力，且使作用于球的力量分布均匀，提高了对球的可控性，让球飞得更远了。经阿迪达斯与德国施恩费得的足研中心的机械腿多次测试，证明Fevernova的各项指标已经超过当时国际足联的所有标准，且其飞行的精准度创下了新高。
2004年葡萄牙欧洲杯，比赛用球Roteiro（航海日志）。技术上，由阿迪达斯新开发的足球制造工艺热粘合技术应用于Roteiro，自此传统的缝制技术被淘汰，因磨损或浸水等情况发生变形的状况从根源上被杜绝。制造过程中，球在半球形状的模具中加热，经过多层结构的球胆、真皮球面与聚亚安酯图层进行化学反应一次陸密封起来。在针对材质经过多次的改良后，足球在球体结构上几乎要达到完美的程度。由此，Roteiro成为了足球现世至那时最精致的足球，具有许多优点，如没有缝隙的表面和动力平衡技术等等。
2006年德国世界杯，比赛用球是寓意团队的力量的+Teamgeist（+团队之星）。去掉新的异形拼块和无缝压合技术被应用于其中，球面的拼接点降低了60%，最大限度地抹平了球面不规则的凹凸，让球变得更圆，由此提高了足球运行的精准度。黑、白、金三色组成了+Teamgeist，黑白为德国国家队的传统颜色，而金色则代表世界杯冠军奖杯。
2008年欧洲杯，比赛用球Europass（欧洲通行证）和+团队之星采用了相同的制作工艺，但与以往光滑的表皮制作有所不同的是，为使足球在不同的天气条件下，极大地提高传送力、旋转度和精准度，Europass利用PSC Texture技术将表皮的纹理设计得极为独特。外观上，2008欧洲杯的会徽和阿迪达斯logo印于白底配上黑色圆形花纹的球面，周围是瑞士和奥地利国旗图案绘制而成的暗纹。
2010年南非世界用的是阿迪达斯设计的第11款比赛用球JABULAN（普天同庆），被誉为“史上最圆最快的足球”。外观上11种不同的颜色代表着11名球员构成了一支足球队，予“JAHULANI”充满非洲精神的独特外观。制作上，仍使用热粘合技术拼接，8块表皮组成球，“Grip’n’Groove”球面使每一块表皮都呈现三维立体结构。
2012年波兰-乌克兰欧洲杯，比赛用球Tan-go12，中文名“探戈12”。外形上，由多个三角形嵌面连接成六个大小相等的圆，同时通过热能粘合技术创造无缝的表面结构，使“探戈12”能够稳定运行。其超微凸纹表面使得球与球鞋之间接触更为紧密，球员对球的控制更加得心应手。此外，“探戈12”拥有梭织外壳和新型内胆，密封性更强。这样的设计不仅使得“探戈12”的球速更快，也最大限度的提高球员在任一球面的发挥。
2014年巴西世界杯，比赛用球是第一个由球迷来命名的Brazuca（桑巴荣耀）。白色的Brazuca印有国际足联和阿迪达斯logo，并在黑底色上配有红、蓝、绿、橙等花纹。它由6层复合材料组成，表皮为聚氨酯皮面。球内部是乳胶内胆，用于充气使用。与内胆相连的是纺织布料，作为足球最外壳的基底，影院且隄由五层100%聚氨酯PU材料制备而成。这种材料使足球保持优良的触感，可以防止足球吸水，而且能够提供足球外形的稳定性，使足球具有精准的传递性能。
2016年法国欧洲杯，比赛用球Beau Jeu（法兰西之翼），法语名称意为美妙的比赛，融入了法国三色旗的蓝、白、红三色，还融合了德劳内杯的银色。通过球体分块设计，数字2、0、1、6以及字母E、U、R、O的字样清晰可见。同时改进球体表面结构与接块，让球在飞行期间的旋转情况也可以看得清楚。
5智能科技植入
2018年俄罗斯世界杯，比赛用球与1970年世界杯同名——“Telstar”（电视之星）。新Telstar传承了原有的外观设计——以黑色为主，外形上也与1970年墨西哥世界杯用球类似。同时“Telstar”还首次采用了NFC芯片的植入这一现代化科技，旨在让球迷可以用智能手机连接比赛球，通过智能手机让比赛者获取一些互动信息，进一步的提升了比赛的趣味性，将体育道具智能化更加推进。
6结语
随着世界的进步，足球相关的研究会越来越多，也更加深入，变化也会越来越大。也许未来的足球的表皮拼块会逐渐减少;足球的内部结构会更加复杂，会加入和替换其他的高科技材料。智能芯片效能更多，极大地提升球赛的趣味性。时代特点和地域文化特色也会让足球外观上的颜色和图案变得丰富多彩，富有更深刻的寓意。
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