1
ستاد ویژه توسعه فناوری نانو Iran Nanotechnology Initiative Council بستن
  • ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

  • بانک اطلاعات شاخص های فناوری نانو

  • سایت جشنواره فناوری نانو

  • سیستم جامع آموزش فناوری نانو

  • شبکه آزمایشگاهی فناوری نانو

  • موسسه خدمات فناوری تا بازار

  • کمیته استانداردسازی فناوری نانو

  • پایگاه اشتغال فناوری نانو

  • کمیته نانو فناوری وزارت بهداشت

  • جشنواره برترین ها

  • مجمع بین المللی اقتصاد نانو

  • اکو نانو

  • پایگاه اطلاع رسانی محصولات فناوری نانو ایران

  • شبکه ایمنی نانو

  • همایش ایمنی در نانو

  • گالری چند رسانه ای نانو

  • تجهیزات فناوری نانو

  • صنعت و بازار

  • باشگاه نانو

فناوری نانو در تجهیزات ورزشی: تغییردهنده‌ی بازی

افراد مقاله : ‌ مترجم - مژگان اسلامیان

موضوع : علم و پژوهش کلمات کلیدی : نانو مواد - نانوالیاف - نانولوله‌ کربنی - نانو خاک‌ رس تاریخ مقاله : 1396/01/25 تعداد بازدید : 595

فناوری نانو قلمرو زندگی روزانه‎ی ما را تحت تأثیر قرار داده و ورزش نیز از این مقوله مستثنی نیست. تجهیزات ورزشی بهبودیافته به‌وسیله‌ی نانو، از عملکردی بالا برخوردارند و از نظر قدرت، سختی و دوام نیز در مقایسه با تجهیزات ورزشی سنتی برتری دارند. فناوری نانو با بهبود تجهیزات ورزشی، ورزشکاران را ایمن‎تر، راحت‎تر و سریع‎تر از هر زمان دیگری می‎سازد. برای این منظور، نانوموادی از قبیل نانولوله‎های کربنی، نانوذرات سیلیکا، فولرین‎ها، ‎ نانوخاک رس و... در ساخت تجهیزات ورزشی متنوع استفاده می‌شود. اما این قبیل تجهیزات در مقابل تجهیزات ورزشی سنتی، هزینه و قیمت به مراتب بالاتری دارند که این امر به نوبه‎ی خود، شرایط رقابت را برای ورزشکاران متفاوت می‌کند، به نحوی که ورزشکاران با شرایط مالی بهتر قادر به خرید این قبیل محصولات بوده و از عملکردی بهتر برخوردار می‌شوند و این منجر به تغییر شرایط رقابتی و عدم تشخیص صحیح عملکرد ورزشکاران خواهد شد.

 

1-مقدمه

نوآوری‎ها، ورزش را با مجموعه‎ای از پیچیدگی‎ها روبرو کرده است، اما در عوض سطح عملکرد ورزشکار را افزایش و احتمال آسیب را کاهش می‌دهد، که این به نوبه‎ی خود ورزش را برای تماشاگران و ورزشکاران لذت‎بخش‎تر می‎سازد. دنیای ورزش رقابتی به‌وسیله‌ی به شدت تحت تأثیر تغییرات لحظه‎ای در تجهیزات ورزشی قرار می‎گیرد، که می‎تواند برد و باخت‌ها را نیز تحت تأثیر قرار دهد. اخیراً صنعت تجهیزات ورزشی به عنوان پدیده‎ای پیچیده نمایان شده که از لحاظ تجاری، صنعتِ با فناوری بالا را با رشد و ترقی و دوام همراه ساخته است، جایی که پیشرفت‎های موجود ورزش‎ها را متحول ساخته و در آن‌ها تغییراتی اساسی ایجاد کرده‎اند. علاوه‌بر این، مسابقات قهرمانی همچون المپیادها و جام‎های جهانی، صنعت تجهیزات ورزشی را به یک فرصت کسب و کار سودمند برای عموم و همچنین سرمایه‎گذاری خصوصی سرمایه‎داران تبدیل کرده است.

 

2-تأثیر فناوری نانو بر تجهیزات ورزشی

میزان رقابت در ورزش همانند هر ایده‎ی نوآورانه‎ی دیگر در علم مواد به طرز قابل توجهی تحت تأثیر فناوری نانو قرار گرفته است. فناوری نانو به منظور بهبود تجهیزات ورزشی که به نوبه‎ی خود ورزشکاران را ایمن‎تر، راحت‎تر و سریع‎تر از هر زمان دیگری می‎سازد، دنیای تجهیزات ورزشی را با مزایایی متعدد و پتانسیلی عالی روبرو می‌کند (شکل1).

چوب‏های بیس‏بال، تنیس و راکت‎های بدمینتون، چوب‎های راکی، دوچرخه‎های مسابقه‎ای، توپ‎ها و یا دسته‎های گلف، چوب اسکی، میله‎های ماهی‎گیری با طعمه مصنوعی، فلش تیراندازی با کمان و غیره، بخشی از تجهیزات ورزشی هستند که عملکرد و دوام آن‌ها با کمک فناوری نانو در حال بهبود است (شکل 2).

نانوموادی از قبیل نانولوله‎های کربنی[1]، نانوذرات سیلیکا[2]، فولرین‎ها، ‎ نانوخاک رس[3] و دیگرنانوذرات، به منظور بهبود عملکرد ورزشکاران و همچنین تجهیزات موجود، با تجهیزات ورزشی متنوع ترکیب می‎شوند. هر کدام از این نانومواد همان‎گونه که در جدول 1 آورده شده است، موجب ایجاد مزایایی از قبیل سختی، دوام، کاهش وزن، مقاومت در برابر فرسایش در تجهیزات ورزشی می‌شوند.

در طول سال‎ها، با تکامل مواد در تجهیزات ورزشی، وزن تجهیزات ورزشی کاهش یافته و بهبودهایی قابل ملاحظه در قدرت آن‌ها به وجود آمده است. نانولوله‎های کربنی و یا همان سی‌ان‌تی‎ها، که از جمله موادی هستند که اکثراً در تجهیزات ورزشی بهبودیافته با نانو استفاده می‎شوند، از قدرتی قابل ملاحظه و سختی خاص نسبت به سایر مواد متداول برخوردارند (شکل 3). علاوه‌بر این، ترکیبات نانویی مختلف که شامل سی‌ان‌تی‎ها هستند از لحاظ قدرت و دوام نسبت به سایر مواد متداول به کار برده شده در تجهیزات ورزشی بسیار بهترند. سی‎ان‎تی‎ها برای ایجاد دسته‎های فوق‎العاده قوی برای دوچرخه‎های کوه‎نوردی، راکت‎های تنیس بادوام و نیز اسکلت‎های فوق‎العاده سبک برای دوچرخه استفاده می‎شوند. بسیاری از قهرمانان دوچرخه‎سواری جاده‎ای از جمله کادل لی ایوانز[4] و فلوید لندیس[5] مسابقات قهرمانی متعددی، مانند تور دِ فرنس را با استفاده از دوچرخه‎هایی که با استفاده از سی‌ان‌تی همراه با قاب‎های پلاستیکی ساخته شده بودند، برنده شدند.

دوچرخه‎های حرفه‎ای BMC SLC01 که به‌وسیله‌ی این دوچرخه‎سواران استفاده شده‌بود، تنها 1055 گرم وزن داشتند (اندازه 51) که به‌وسیله‌ی شرکت سوئیسی، شرکت تولیدکننده‎ی دوچرخه[6]تولید شده بودند و از لوله‎هایی با قدرت 400 مرتبه بیشتر از فولاد ساخته شده بودند.

تنیس باز مشهور، راجر فدرر بسیاری از مسابقات قهرمانی از جمله ویمبلدون[7] را با استفاده از راکت‎های تقویت‎یافته‎ی نانو[8] برنده شد که با استفاده از نانوذرات سیلیکا (اس‌ان‌پی‌ها[9]) تقویت شده بودند. این راکت‎ها محکم‎تر و قوی‎تر بوده و از قدرت ضربه‎گیری بیشتر در حدود 22 درصد نسبت به سایر راکت‌های غیر نانویی برخوردار هستند. اس‌ان‌پی‌ها همچنین در کنترل انعطاف‎پذیری برای اسکی نیز سهیم هستند، که امکان راندن و تغییر جهت و پیچ و تاپ ناگهانی را به اسکی‎بازان می‎دهد.

تجهیزاتی از قبیل توپ‎های فوتبال / تنیس با پوشش نانوخاک رس به عنوان ماده‎ی مانعی، فشار را برای یک بازی طولانی‎تر در خود حفظ می‎نماید. ترکیب نانومواد (از قبیل فولرین) از طریق کاهش مرکز ثقل، منجر به کاهش وزن توپ‎های گلف شده است، که قدرت و دقت را در طول بازی افزایش می‎دهد. اکسید گرافن و نانو ورق‎هایی از باکی پیپر[10] (ورق‎هایی از نانولوله‎های کربنی) با قایق‎ها یا دکل و یا اسکلت قایق‎های مسابقه‎ای ترکیب شده تا آسان و نرم رفتن را در آن‌ها تقویت کند این در حالی است که این قایق‎ها را قوی‎تر و سبک‎تر از همیشه خواهند ساخت. در اسکی روی یخ، نانوسرامیک‎های بسیار سخت، لبه‎ی اسکیت را بسیار تیز می‎سازند. این در حالی است که نانوذرات خودمونتاژ سنتزی به منظور بهبود اقتصاد سوخت و سرعت موجود، حتی با 50 درصد مخلوط سوخت نیترو متان کمتر، در ماشین‎های سرعتی زمینی مورد استفاده واقع می‎گیرند. در مسابقات موتورسواری فرمول یک، جایی که شرایط برنده شدن در مسابقه عمدتأ بستگی به وزن بدنه‎ی موتور و نوع تایرها دارد، وزن سبک‏تر و محصولاتی با پوشش ترکیبات نانویی بهتر کشف شده و مورد استفاده قرار می‎گیرند. همچنین، نانوذرات شامل زیرکونیوم‌دی‌اکسید، اکسیدروی، اکسید مس و غیره در روغن کاری برای کاهش فرسودگی و اصطکاک مورد استفاده واقع می‎شوند، نانوفیبرهای کربنی در لنت و رنگ‎های مبتنی بر نانو برای مقاومت گرمایی و کاهش کشش آیرودینامیکی ترکیب می‎شوند. علاوه‌بر این، باتری‎های نانو فسفات لیتیوم یونی (نانوفسفات از سیستم‎های A123، آمریکا) در سیستم‎های بازیابی انرژی جنبشی[11] استفاده می‎شوند، که سبک وزن بوده، از ظرفیت شارژ و یا تخلیه بهتر و نیز کارایی بهتری برخوردارند.

 

3-پتانسیل بازار

در سال 2011، بازار تجهیزات ورزشی جهانی در حدود 64.9 میلیارد دلار ارزش داشت و انتظار می‎رود تا سال 2016 در حدود 12.2 درصد رشد داشته باشد و به ارزشی در حدود 72.8 میلیارد دلار برسد. بزرگترین سهم این بازار، بخش تجهیزات توپ ورزشی است که در حدود 23.7 درصد از کل ارزش بازار را به خود اختصاص داده است. ژاپن، فرانسه، انگلستان، آلمان، آمریکا از جمله بازارهای اصلی برای تجهیزات ورزشی هستند که آمریکا به تنهایی 40.6 درصد از سهم بازار را به خود اختصاص داده است. در میان مواد نانویی مختلف، سی‌ان‌تی‎ها و یا همان نانولوله‎های کربن از جمله معروف‎ترین مواد نانویی هستند که در تجهیزات ورزشی بهبودیافته با نانو از قبیل؛ دسته‎های گلف، راکت‎ها، چوب اسکی، اسنوبرد و غیره مورد استفاده واقع می‎شوند. در سال 2011، بازار جهانی سی‌ان‌تی‎ها (درجات مختلف) در حدود 192 میلیون دلار ارزش داشت و انتظار می‎رود تا سال 2016 با رشد سالانه‎ی 22.4 درصدی همراه بوده و به ارزشی در حدود 527 میلیارد دلار دست یابد. تجهیزات ورزشی یکی از بخش‌های معروف بازار سی‌ان‌تی‎ها هستند و در حدود 14 درصد از کل سهم مصرف سالانه‌ی آن را به خود اختصاص می‌دهند و انتظار می‎رود که در آینده‎ای نزدیک سهم اصلی را به خود اختصاص دهد.

تجهیزات ورزشی، که در حدود 20-10 درصد از لحاظ عملکرد یا دوام ارتقا می‌یابند، به اقلام پرفروش‌تردر بازار تبدیل شده و ممکن است نانومواد موجب گردند کهبرخی از تجهیزات ورزشی حتی تا چندین مرتبه بهتر فروش روند. با وجود این، علیرغم مزایای متعدد مطرح شده، به دلیل وجود فناوری شدیداً گران و پیچیده، تعداد تجهیزات ورزشی بهبودیافته با نانو در بازار چندان زیاد نیست. قیمت نانولوله‎های کربنی (سی‌ان‌تی‎ها) ، رایج‎ترین ماده‎ی تشکیل‎دهنده‎ی تجهیزات ورزشی بهبودیافته با نانو، در حدود 120-80 دلار آمریکا به ازای هر کیلوگرم در بازار حاضر است، که تقریباً نرخ بالایی است. همچنین، تولیدکنندگان مجبور خواهند بود ماشین‎هایی جدید برای تولید کالاهای ورزشی بهبودیافته با نانو تهیه کنند.کارمندان صنعت ورزشی هنوز در تلاش به منظور درک تقاضای واقعی این قبیل محصولات و چگونگی پاسخ به آن‌ها از طریقی صحیح هستند. اکثر تجهیزات ورزشی که از طریق فناوری نانو بهبودیافته‎اند در بالاترین قیمت نهایی در بازار فروخته شده‎اند که دسترسی گسترده به آن‌ها برای هر فرد ورزشکاری را ناممکن ساخته است. برای نمونه، توپ‎های گلف مارومان اکسیم نانو[12] قیمتی در حدود 600 دلار آمریکا در بازار دارد، در مقایسه با یک توپ گلف معمولی که ممکن است در هرجایی هزینه‎ای بین 200-100 دلار آمریکا هزینه داشته باشد. با وجود این، انتظار می‎رود که در بلند مدت، این قبیل محصولات از قیمت کمتری برخوردار شوند، به گونه‎ای که هر فرد ورزشکاری توان خرید این محصولات را داشته باشد. استفاده‎ی جهانی از نانوالیاف مقاوم در برابر لکه، و غیره در خطوط تولید لباس‎های ورزشی انبوه و با قیمت مناسب موجود در بازار، نمونه‎ای عالی از آینده‎ی فناوری نانو در صنعت تجهیزات ورزشی است.

 

4-توانمندی انسان در برابر دوپینگ فناوری

همان‌گونه که پیشرفت‌های فناوری نانو در ورزش‎ درحال بهبود عملکرد ورزشکاران است، باید خط جداکننده‎ای بین توانایی طبیعی ورزشکاران و فناوری وجود داشته باشد، زیرا نوع دومی (تکنولوژی) می‎تواند روح انسانی و موفقیت‎های طبیعی ورزشکار را تحت‎الشعاع قرار دهد. با این وجود، رقابت غیرمنصفانه خواهد بود مگر اینکه هر کدام از شرکت‏کنندگان به نوع مشابهی از تجهیزات ورزشی با فناوری سطح بالا دسترسی داشته باشند در غیر این صورت منعکس‎کننده‎ی قدرت فناوری به جای مهارت شخص ورزشکار است. آژانس جهانی مبارزه با دوپینگ[13] که قوانین المپیاد 2012 را ارائه کرده است، تمامی پیشرفت‎های فناورانه در طبقه‎ی تجهیزات ورزشی را مورد بازبینی قرار داد. فدراسیون بین‎المللی اتومبیلرانی‎[14] (FIA) رهنمودهای سال 2014 را در راستای محدود ساختن استفاده از نانولوله‎ها و ترکیبات نانوفیبرها در مسابقه اتومبیل‎رانی فرمول یک ارائه نمود. با این وجود، فناوریی که قادر به بهبود عملکرد فرد ورزشکار بوده و نیز برخلاف قوانین فدراسیون ورزشی نباشد، ممکن است در جهان ورزش‎های رقابتی مورد پذیرش واقع گردد.

 

5. نتیجه‎گیری

فناوری نانو به عنوان یک فناوری انقلابی، قلمرو زندگی روزانه‎ی ما را تحت تأثیر قرار داده است و ورزش نیز معاف از این مقوله نیست. تجهیزات ورزشی بهبود یافته با نانو، از عملکردی بالا و از نظر قدرت، سختی و دوام نیز در مقایسه با تجهیزات ورزشی سنتی از برتری برخوردارند. شرکت‎های مختلف با ایده‎های نوآورانه‎ی بیشتر به منظور استفاده از فناوری نانو برای بهبود بیشتر تجهیزات ورزشی در حال مطرح شدن هستند. بسیاری از ورزشکاران معروف امید دارند تا بتوانند از تجهیزات ورزشی مبتنی بر نانو در راستای ارتقای سطح عملکرد خود استفاده کنند. با وجود این، در صورت گران بودن فناوری، تجهیزات ورزشی بهبودیافته با نانو ‎ از سوی هیچ یک از ورزشکاران مورد استقبال قرار نمی‌گیرند، مگراینکه به هر ورزشکار واجد شرایط چنین تجهیزات ورزشی داده شود، که در این قبیل موارد، قضاوت در مورد توانایی طبیعی ورزشکار و روحیه‎ی بشری سخت خواهد بود. بنابراین، هدف نهایی باید در راستای جابه‌جا کردن مرزهای سطوح عملکردی باشد تا تغییر قیمت تجهیزات ورزشی با فناوری سطح بالا.

 

منبع

 http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=30661.php