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“航天+運動”跨界創新

2019年11月6日,阿迪達斯宣佈與國際空間站美國國家實驗室建立合作關係,並稱這“會改變阿迪的思考、設計和製造方式”,以助力運動員達到更好的運動表現甚至突破人類極限。簡而言之,就是利用國際空間站的微重力環境,深入挖掘Boost材質的潛力。

網友評論說:“地球已經裝不下阿迪對Boost技術的野心了。"

Boost是什麼?說簡單些,就是用來製作跑鞋中底的泡沫材料,利用顆粒本身形變後復原、即能量吸收和釋放的過程來達到緩震的效果。說複雜些,Boost採用的又不是普通的泡沫材料,據稱是阿迪和合作夥伴德國巴斯夫化學公司共同研發的獨特的緩震材料——固體顆粒材料(TPU)膨脹後轉化而成的顆粒狀能量膠囊,並通過熱塑性工藝融合形成中底。阿迪達斯花了兩年的時間來研發Boost,通過材料和結構的獨特性來實現更好的能量反饋,從而達到優秀的緩震效果。

▲這就叫中底

Boost的研發工作還在繼續,從地面到了太空。阿迪達斯官網說:“在國際空間站,Boost顆粒將被注入一箇中底空腔,期間顆粒的運動及顆粒間的相互作用、以及它們的最終位置將在透明模具中被高速攝像機拍攝,此後,模具將被保存並返回地球以開展進一步研究。”

▲Boost顆粒

▲Boost顆粒實驗裝置

▲Boost顆粒實驗演示

這並不是阿迪達斯與NASA的第一次合作,2019年7月,阿迪達斯通過SpaceX CRS-18任務啓動了他們的第一個項目,觀察在微重力下自由飛行的足球的行爲,以更好地研究其空氣動力學性能。

▲阿迪達斯的第一次太空實驗

Boost in Space計劃,更是開啓了阿迪達斯的太空時代。北京時間2020年3月7日12:50(美國東部時間3月6日晚上11:50),Adidas Boost由SpaceX公司最後一艘初代龍貨運飛船CRS-20發射升空,美國東部時間3月10日上午6:25被機械臂捕獲,此後成功與國際空間站對接。

NASA官網的“國際空間站日報”顯示了Boost載荷的兩次在軌操作:3月18日,航天員將兩個顆粒流裝置連接到IMV(Inter-Module Ventilation)旁路管道上,觀察顆粒運動和顆粒的最終靜止位置。3月31日,航天員對顆粒分配系統進行了額外的流量測試操作,採用了增加流量的新程序。

日報還記錄了在軌測試BOOST顆粒實驗(Nanoracks顆粒流,又名阿迪達斯BOOST) 檢查不同顏色類型的顆粒泡沫模具填充的過程。在地球上,阿迪達斯的高性能中底製造,是把數千個獨立的泡沫顆粒吹到一個模具並融合在一起。微重力使我們得以更仔細地觀察顆粒運動和影響其最終位置的因素,以期改善製造工藝,提高產品性能和舒適性。

▲NASA的ISS日誌中對實驗的記錄

CRS-20於美國東部時間4月7日上午9點左右完成和國際空間站機械臂的分離工作並在不久後返回地球,Boost載荷隨之返回。

其實,這不是第一次商業太空微重力材料實驗,在過去十年中,寶潔公司(P&G)與NASA合作,利用國際空間站的微重力環境進行了兩次膠體試驗,研究膠體分散體——懸浮粒子如何在流體中隨時間移動和演化的基本物理學。這些知識使寶潔公司能夠預測產品的特性,進而非常詳細地評估混合物的“老化”,助力寶潔公司改善產品的化學性能,真正將太空飛行的實驗結果與地面上消費者的實際利益聯繫起來。現在,這個故事還在繼續。

▲寶潔公司在太空的流體實驗

2019年8月,固特異輪胎公司(Goodyear)通過SpaceX CRS-18任務前往國際空間站,評估在微重力下沉澱二氧化硅顆粒的形成。二氧化硅是一種常用於消費輪胎的材料,有助於提高燃油效率和牽引力。空間站的微重力環境可能幫助固特異公司開發出獨特的硅石結構,以改善可供商業使用的輪胎在地面上的性能。固特異公司稱,從這次實驗中獲得的知識可以幫助固特異公司決定是否進一步研究輪胎用的新型二氧化硅。

▲固特異對此次實驗的期望

▲飛行工程師在固特異輪胎實驗中工作

送阿迪達斯跑鞋上天的CRS-20任務,同時搭載了得而達公司(Delta Faucet)的水動力(H2OkineticTM)淋浴頭,利用國際空間站的微重力環境,評估水滴的形成、水流和水壓,以進一步改進得而達水龍頭專有的水動力淋浴頭技術。

那麼,BOOST in Space,到底是噱頭還是科學?對於各類非固體材料而言,在地面環境中由於重力的存在會導致浮力對流、重力沉降、壓力梯度等現象,複雜的混合物尤爲如此。而微重力環境下,由地面重力效應所掩蓋的一些次級效應會凸顯,導致非固體材料的形態和物理(化學)過程等發生顯著變化,影響或改變流動機制,進而影響到相關的材料的加工及製備過程。

因此,我們有理由相信,除去商業運作目的外,阿迪達斯此次太空微重力實驗是具有一定科學價值的——微重力環境下Boost顆粒在模具中的分佈均勻到極致,塑性融合後期望每個顆粒能在均勻受壓後釋放出更均勻、更大的彈跳力,從而帶來更優的使用體驗。

雖然目前阿迪還未披露實驗研究結果,我們期待太空微重力爲阿迪Boost中底的性能注入活力,助力運動員進一步突破人類極限;期待太空能爲科學和商業帶來更多奇思,創造更多地球生命與生活奇蹟。

圖片來自:NASA、Adidas等。

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第 316期

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