Sporten tager førertrøjen i udviklingen af nye materialer

Høj udviklingshastighed, lave sikkerhedskrav og enorme markeder gør sport til en drivkraft for teknologiudvikling. Nye materialer vil derfor kunne ses på atletikarenaen eller basketbanen før i nye fly, mener britiske ingeniører.

 lørdag 14. jun 2008 kl. 12:00

Rumfart, luftfart og bilsport har hidtil været de områder, hvor nye materialer og de mest avancerede computerprogrammer først blev taget i brug. Men det billede er ved at ændre sig nu, mener Martin Strangwood og Andy Harland, der er sportsingeniører på henholdsvis Birmingham Universitet og Loughborough Universitet i England.

»Det er meget lettere at udvikle nye materialer til sportsindustrien end til de traditionelle områder som rumfart, luftfart og bilindustrien, fordi sikkerhedskravene er lavere. Hvis et materiale skal bruges i luftfart, skal dets egenskaber kortlægges fuldstændigt, det skal certificeres, det skal tjekkes, og alle skal kende til det. Det er meget dyrt, og derfor anvender man relativt gamle materialer inden for disse områder,« siger siger Andy Harland.

»Omvendt tilbyder sportsindustrien en stor volumen af relativt billige produkter, som materialeproducenterne kan eksperimentere med. Derfor tror jeg, at sportsindustrien vil begynde at overtage føringen i udviklingen af nye materialer.«

Sportsindustrien omsatte sidste år - uden at sko og tøj bliver talt med - for omkring 340 milliarder kroner, og ifølge analysefirmaet Datamonitor vil markedet vokse til næsten 400 milliarder kroner i 2012.

Øget fritid og flere penge
I England blev de første sportsingeniører uddannet for 15 år siden, og i dag er der ifølge International Sports Engineering Association (ISEA) omkring 1.000 forskere, der primært arbejder med sport. Udviklingen i feltet drives af et sammenfald af interesser, forklarer Martin Strangwood, der er lektor, ph.d., ekspert i materialer og metallurgi og redaktør af Journal og Sports Enginieering.

»Området vokser, fordi der kommer flere penge ind i det. Siden 1960'erne har folk fået mere fritid og større økonomisk råderum. Det betyder, at de er parate til at betale mere for sportsudstyr, og det har skabt et marked for nyt og innovativt sportsudstyr,« siger han.

Den anden faktor er frygten for fedmeepidemien.

»Regeringerne i mange lande er bekymrede over befolkningens fedmeproblemer. Derfor vil de gerne have forskning i, hvordan man kan få flere til at dyrke sport. Så vi forsker meget i, hvordan vi ved at forbedre udstyret kan gøre det lettere at komme i gang med at dyrke sport.«

Forskerne på Birmingham Universitet har derfor udviklet golfbolde og cricketbolde, der er lettere at slå langt og præcist. Desuden prøver de at finde materialer, der er billigere og mindre skrøbelige end de nuværende, så prisen for sportsudstyr kommer ned, og holdbarheden forbedres.

Andy Harlands arbejdsplads, Loughborough Universitet, har lige fået 150 millioner kr. til at forbedre de fysiske forhold for sportsforskerne.

»Det er ikke som for 20 år siden, da ingeniøropgaver inden for sport blot blev set som nogle sjove småopgaver. I dag bliver det taget meget seriøst, for sport er en stor industri med høj omsætning og mange job. Behovet for forskning lige så stort som i andre industrier.«

Harland samarbejder blandt andre med Adidas om computermodellering af tyskernes fodbolde, der blandt bliver brugt til EM, der spilles i disse dage. Brugen af modellering i udvikling af sportsudstyr betyder, at nye materialer hurtigere får kortlagt deres egenskaber, end hvis de kun blev brugt i luftfart, mener han.

»Et af de største problemer er, at vi ikke har præcise materialespecifikationer på særligt mange af materialerne. Materialerne er måske udviklet og optimeret til luftfart, hvor de skal fungere ved meget højere temperaturer, men der er ikke nogen, der har set på, hvordan de ellers kan bruges. Så vi er nødt til at begynde med selv at kortlægge egenskaberne. Det giver meget ny viden, som kan bruges på andre områder.«

Udvidelse af markedet
Den voksende brug af materialer som kevlar, titaniumlegeringer og kompositmaterialer ville ifølge Martin Strangwood ikke være sket, hvis det ikke havde været for sportsindustrien.

»Brugen af kulfiber i tennisketchere og skibsskroge førte til en ekspansion af markedet for den slags materialer. Det samme gælder for titaniumbaserede legeringer, der oprindeligt blev udviklet til luftfart. Den viden, der i en bred kreds blev skabt om, hvad materialerne kan under alle mulige forhold, gjorde, at de nu bliver brugt mange flere steder. Eksempelvis erstatter titanium rustfrit stål i husholdningsprodukter, fordi det er blevet billigt.«

Også på sensorområdet er sportsindustrien en drivkraft.

»I dag kan man se, hvor langt en spiller løber i en kamp, fordi man har en GPS-chip eller en sensor på ham. Og hele monitoreringsområdet vil vokse, dels for at give tilskuerne mere information, og dels for at trænerne bedre kan analysere, hvad sportsfolkene gør rigtigt og forkert, og om de er ved at blive skadede,« fortæller Martin Strangwood.

»I takt med at vi får udviklet bedre sensorer, vil produkterne straks glide over i sundhedssektoren, hvor der er stor interesse i at kunne monitorere folks helbred, så man kan se, om de har fået det dårligt, og på længere sigt kan man måske blive advaret om, at man er på vej til at overanstrenge sig, før man gør det.«

Bilfabrikker klar på sidelinjen
Et bevis på at sportsingeniørernes viden er værdifuld er et nyt samarbejde mellem Adidas, dækproducenten Goodyear og Porsche, mener Andy Harland.

»Bilproducenterne er interesserede i den viden, som sportsvirksomhederne har, fordi sportsvirksomheder ved, hvordan man kan producere materialer i store mængder og relativt billigt. Omvendt kan bilfabrikkerne hjælpe med deres viden om materialernes styrker og svagheder ved spidsbelastninger.«

De kommende år vil byde på mange nye materialer forudser begge ingeniører.

»Sportsbranchen vil lede udviklingen inden for polymerer. Jeg har set nogle meget imponerende sko i Adidas' laboratorier. Man har virkelig fået styr på, hvordan man kan tilpasse polymerer til mange formål.

Martin Strangwood regner med, at selvhelende kompositer og piezoelektriske materialer snart vil dukke op i tennisketchere, og derefter hurtigt springe videre til andre områder.

»Styrken og evnen til at reducere svingninger vil stensikkert gøre dem interessante.«