Thể thao và công nghệ nano: Các môn thể thao lớn đang trở nên nhỏ bé?

Thiết bị thể thao đã thay đổi đáng kể về mặt công nghệ được sử dụng để chế tạo chúng - gậy đánh golf và xe đạp đua nhẹ hơn, bóng tennis và bóng đá bền hơn, và các vận động viên bơi và trượt băng có thể nhanh hơn nhờ các vật liệu ở thiết bị của họ được tạo ra.

Công nghệ nano là ngành công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng, kích thước trên quy mô nanomet. Nhưng làm thế nào rất nhỏ có thể được áp dụng cho thế giới thể thao rộng lớn và nó thực sự có thể tạo ra sự khác biệt giữa thắng và thua?

Những thay đổi nhỏ có thể tạo ra sự khác biệt lớn trong thể thao và nhiều loại thiết bị thể thao hiện nay kết hợp một số loại công nghệ nano, từ gậy bóng chày đến gậy hockey và từ thuyền đua đến mũi tên bắn cung. Vật liệu nano được sử dụng bao gồm ống carbon nano (CNTs), hạt silica nano (SNPs), nanoclays và fullerene - mỗi vật liệu có thể mang lại lợi thế bổ sung, như độ bền cao hoặc độ cứng, độ bền, giảm trọng lượng hoặc ma sát hoặc chống mài mòn.

CNTs là vật liệu nano phổ biến nhất được sử dụng trong các thiết bị thể thao, chiếm 14% tổng lượng tiêu thụ hằng năm của CNTs. CNTs có độ bền và độ cứng đặc trưng cao hơn - chúng mạnh hơn 100 lần nhưng nhẹ hơn sáu lần so với thép và cứng như kim cương khiến chúng trở nên lý tưởng cho các thiết bị có trọng lượng thấp, cường độ cao như khung xe đạp siêu nhẹ và cán gậy golf…

Công nghệ nano cũng đã tạo ra tác động trong bóng đá. Lớp lót nanoclay được tìm thấy trong quả bóng đá và bóng tennis, nơi nó hoạt động như một vật liệu rào cản nâng cao áp lực bên trong quả bóng cho phép trận đấu diễn ra lâu hơn. Miếng đệm ống chân cũng được làm từ nhựa có cấu trúc nano, với trọng lượng nhẹ, nhưng có một sức mạnh gia tăng giúp cầu thủ chỉ cần một miếng đệm mỏng vẫn đủ mạnh để bảo vệ tốt hơn.

Quần áo thể thao, đặc biệt là quần áo bóng đá, cũng được hưởng lợi từ công nghệ nano - những đôi tất có mùi là nơi sinh sản của nấm và vi khuẩn. Bạc có đặc tính kháng khuẩn và kháng nấm tự nhiên, vì vậy quần áo được lót bằng các sợi được phủ trong các hạt nano bạc. Hạt nano kết hợp với sợi bông, nylon hoặc nhựa được sử dụng để tạo ra quần áo hoặc các thiết bị thể thao khác. Khối lượng của nó có thể nhỏ, nhưng các sợi được tráng bạc có diện tích bề mặt lớn, nghĩa là tương tác nhiều hơn với nấm và vi khuẩn, do đó ngăn cản sự phát triển và nhân lên của chúng - và mùi khó chịu trên tất thể thao!

Đầu những năm 2000, cây vợt Roger Federer bắt đầu sử dụng những cây vợt có đặc tính nano. Nhiều cây vợt tennis, cũng như chứa CNTs, cũng được củng cố bằng SNPs. Những điều này làm cho các cây vợt ổn định hơn và mạnh hơn và mang lại sức mạnh hơn 22% so với các cây vợt không nano.

Trong cuộc đua Công thức 1, nơi chiến thắng phụ thuộc vào trọng lượng của xe, lốp xe được sử dụng và điều kiện thời tiết, nanocomposite có thể đóng một vai trò quan trọng. Chúng đã được tích hợp vào thân xe khiến nó có trọng lượng nhẹ và mũ bảo hiểm - cần thiết khi tăng tốc độ vòng với tốc độ hơn 300 dặm / giờ - và các hạt thông minh có thể lấp đầy khoảng trống giữa các phân tử sơn và kim loại, giúp chiếc xe tăng nhanh hơn 37 dặm/giờ. Thế nhưng, đó không phải là công nghệ nano duy nhất có trong F1 - các sợi nano có thể được tìm thấy trong hệ thống phanh và các hạt nano trong chất bôi trơn để giảm hao mòn.

Các môn thể thao lớn đã trở nên nhỏ bé và việc sử dụng công nghệ nano trong thể thao có nghĩa là những thay đổi nhỏ có thể tạo ra sự khác biệt lớn, đặc biệt là cạnh tranh.