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［摘要］少兒體育運動的開展是國民身體素質提高和國家競技體育發展的基石，而我國少兒體育用品材料仍存在成人化、質量差、安全性低等特征。本文采用文獻資料法、專家訪談法、比較分析法等對少兒體育活動的特點及體育用品材料進行討論。基于少兒體育用品使用要求，本文闡述了少兒體育用品材料選擇的可操作性原則和應用實例，旨在為我國少兒運動器材及裝備的設計制作提供參考。

［關鍵詞］少年兒童;體育用品;材料

隨著科學技術的高速發展和生活水平的提高，人們對體育鍛煉和相應運動器材的要求也愈來愈高。現代科技的發展推動著競技體育活動進步的同時，也為全民體育鍛煉提供了合適的運動器材及裝備。持續增長的體育產業及體育用品需求，為我國未來運動裝備行業中新穎功能材料的研發與應用孕育了巨大空間。隨著我國素質教育的強化和計劃生育二胎政策的開放，作為國家未來發展主力的少年兒童的體育鍛煉越來越受關注。體育運動裝備設計選材時，不僅需要考慮材料本身的功能性，還要考察所用材料的生物安全性和對活動人員的肢體保護。2005年1月，教育部副部長楊貴仁在《體育教學》100期慶典講話中指出:中小學體育器材、場地及安全標準的實施對學校教育是件大事。我們的中小學一直沿用成人器材，使孩子們不能獲得真正的鍛煉和身心愉悅［1］。不可否認，當前少兒體育活動及其用品方面還不盡如人意，尤其是運動器材和裝備市場“成人化”偏向嚴重。鑒于此，本文結合體育活動的設計、體驗、特點，針對體育用品材料的功能需求，闡述少兒體育活動用品的特異性設計和材料選擇的功能性、安全性。

1體育用品的常用材料及特性

體育運動由自然、簡易的器材和活動場所逐步發展至標準化、規范化、現代化材料制作的用品及構筑的場地，既是體育運動科學化的結果，也是材料科學發展的結果。體育用品的生產制造依賴材料科學、人體工程學和機械原理等相關理論知識，不僅能夠提高競技運動成績，也可使器材本身使用更舒適［2］。伴隨材料科技的發展，一系列功能性高分子橡塑及纖維制作的體育用品相繼問世。高分子材料因擁有質輕、力學性能優異、可設計性強、加工成型性能良好、種類豐富且可回收等優點，在體育用品領域獲得了廣泛的應用，并成為該產業發展的主流。

1．1通用樹脂與纖維材料

新型高分子及其復合材料的研究和材料成型產業的成熟，誘使材料科學與體育學無限交叉，進而發展出體育材料學。在實際生產中，尼龍(PA)、滌綸(PET)及腈綸(PAN)與棉或羊毛混紡織成具有保暖、透氣和防風功能的運動服;富有彈力且貼身合體的氨綸纖維(PU)被用于泳衣、球衣及護腕、護膝中;運動襪制作中除了使用具有較強韌性和彈性的尼龍、腈綸和棉料外，還使用聚酯纖維(PET)［3］。為滿足運動鞋的質輕、吸震、有彈性等需求，材料方面由聚氯乙烯(PVC)和二烯烴類橡膠逐漸轉向熱塑性聚氨酯(TPU)和乙烯－醋酸乙烯(EVA)共聚泡沫。

1．2工程聚合物材料

在運動器材領域，通常以聚酯制作乒乓球，以牛皮、聚氨酯和聚氯乙烯合成皮用作籃球、足球材料;具有高強、高模的碳纖維與凱夫拉纖維的增強復合材料賦予了乒乓球拍及網球拍優異的力學性能;熱塑性的聚碳酸酯(PC)、聚醚醚酮(PEEK)等樹脂復合可以直接注塑成型，制造輕便型兒童自行車;聚氨酯橡膠成就了不打滑的塑膠跑道，而聚氯乙烯、聚丙烯和尼龍鋪成了“四季常青”的人工草坪［4］。此外，現代化體育器材還用到了芳香族聚酰胺纖維、超高模量聚乙烯纖維、混紡纖維、不飽和聚酯樹脂和環氧樹脂等高性能高分子材料。

1．3聚合物材料的缺點

盡管高分子及其復合材料制造的體育用品體現了上述優秀功能，但并不是說這些新興材料沒有缺陷。聚氯乙烯在工業生產中因單體轉化不完全而導致產品內包含致癌的氯乙烯單體，其制品在長期使用時會造成人體傷害。工業級聚氨酯中含有令皮膚過敏和呼吸道產生炎癥的異氰酸酯分子。使用性能方面，丙綸的染色性差，不耐熱且易老化，力學性能弱;腈綸纖維的回彈性及卷曲能力有限;PET紡成纖維表現出嚴重的靜電現象和較差的染色性;卡夫拉纖維耐老化性能較差;聚碳酸酯不耐應力，不耐溶劑，制作器件加工較難。

2少兒體育活動類型及特點

適當參與體育活動，可使少兒獲得悲觀意識的轉移和情緒的宣泄，并且提升人際交往能力［5］。所以，業余體育活動逐漸成為少兒緩解生活及學習壓力的一種調節方式。

2．1少兒體育活動的類型

基于少兒身心發展的需求，可以將少兒體育分為趣味運動和體育游戲兩大類。少兒趣味運動是為少年兒童心理健康、生理健康而設計的具有針對性、趣味性及娛樂性的活動總稱。由內容上看，少兒趣味運動的組織形式活躍、內容豐富，包括跑、跳、投擲、游泳、舞蹈及球類等活動。不同年齡層次及性別的少兒因身體素質水平、生理結構特征、敏感期行為和自身性格的差異，對趣味運動項目的興趣性選擇也不同，但均能滿足他們的身體素質能力和心理健康發展需求。體育游戲建立在體育運動基礎上，是各種體育運動形式的綜合，其中跑、跳、投為最基本的技能。體育游戲是根據全面健身需求和學校素質教育需求而開展的有針對性的教育，通過創設具有教育意義的故事背景和比賽內容，展開趣味性體育游戲活動［6］。

2．2少兒體育活動的特點

首先，少兒的神經控制系統不成熟，要求體育活動生動、有趣，避免單調及靜止性活動。不做過分精密、較高難度的動作，以游戲和模仿等突出基本技能的活動為主。其次，考慮少兒心血管及呼吸系統的發育情況，以短時間速度型練習活動為主。少兒運動中，需要養成動作與呼吸的有效配合，盡量避免閉氣。第三，活動項目必須根據每個少兒的自身狀況進行選擇。第四，運動時要注意正確的姿勢，避免作某一肢體長時間負荷較大的動作，以保障器官健康發育［7］。

3運動裝備及器材對少兒體育的意義

少兒體育運動裝備和器材涉及運動服、運動鞋、運動護具、球類、平衡木、滑梯、吊環、雙杠和跳繩等產品。品種豐富、功能合理的運動產品不僅可以促進少兒體育活動和教學的發展，還能提高少兒的身心素質，更重要的是有利于提升我國人口素質。少兒進行體育鍛煉的目的在于促進身高增長、增強體質、塑造形體，并提高智力和心理素質，這要求運動裝備及器材在選材和功能方面滿足生物安全、構造合理、負荷適宜等要求。國內該類產品絕大部分來自中小型企業，除了設計上模仿國外成型產品或成年人用品，還存在種類較少、安全性低、環境受限、產品材質差和針對性不足等缺陷［8］。基于少兒生理發展和體育活動的特點，少兒體育用品與器材的設計與生產必須體現出針對性、娛樂性、多用性、科學性和安全性等特性［9］。適宜的器材、裝備可以培養少兒對體育活動的愛好，養成鍛煉身體的習慣。娛樂及多用途體育用品將滿足少兒的探索興趣，讓其體驗到運動的快樂。科學安全性保證了參加體育活動的少兒器官系統發育不受影響和傷害，促進其身體良好生長。

4少兒體育裝備及器材的材料選擇

與成人對體育用品的需求不同，少兒體育活動要求裝備及器材更舒適、更安全、更健康、更科學。少兒體育運動裝備及器材在制作和材料選擇上應遵循以下原則，以規避可能存在的傷害，促進少兒健康成長。4．1體育用品選材的生理發展需求原則

4．1．1舒適與健康需求

處于生長發育期的少兒生理機能還遠沒有成熟，身體組織器官表現出稚嫩的敏感性。為此，體育用品制作、選材時必須以舒服和適宜為前提。為生產擁有吸汗、保溫、透氣且富有彈性等功能的運動服裝，選用吸濕性聚酯纖維(杜邦的coolmax)［3］與棉或毛的混紡材料較為合適;改性聚酰胺纖維的鞋面和聚丙烯發泡樹脂、乙烯－醋酸乙烯發泡共聚物的鞋底，提供了輕質、減震、耐老化及透氣等功能需求。高強高模的碳增強纖維、超高模量聚乙烯纖維及乙丙共聚樹脂可制作輕便的兒童自行車、韌性少兒滑梯、小型足球或籃球等。

4．1．2安全性需求

少兒心理發展不健全，缺乏獨立人格，對事物尤其日常用品沒有辨識能力。因此，少兒體育裝備和器具的設計與選材必須重視安全性。少兒體育用品的安全性包含生物安全性和應用安全性兩方面內容。具體來說，生物安全就是體育用品生產所用材料需要考慮其對少兒生理及身體發育的損害，如:會對少兒身體產生傷害的聚氨酯和引起少兒生理病變的聚氯乙烯等材料，不適合用于這類體育裝備和器材的制造。此外，用于增加材料防水、阻燃及耐老化等性能的納米級助劑，也因對細胞和組織器官存在巨大傷害而不能用于少兒體育用品［10］。應用安全性是指體育器材在使用中不能由材質因素引起少兒損傷。例如材質較脆的滑梯使用中易斷裂，堅硬的斷口會劃傷少兒身體。以高拉伸強度及模量的尼龍為基料，利用馬來酸酐接枝聚乙烯對其增韌改性，可以制造具有高力學強度和高抗沖擊強度的滑梯。

4．1．3科學性需求

少兒有極強的好奇心，但是在學習及生活中缺乏耐性，表現為活潑好動、做事情難以長久。所以，少兒體育用品的材料應該具備科學性和趣味性。采用成熟科技手段改進材料部分結構，從而賦予體育器材附加功能，增加體育活動的娛樂性并激發少兒參與積極性。在聚酯分子鏈上接上綠色熒光基團，制成趣味乒乓球，增加環境適應性的同時也提高了少兒的運動興趣。以壓敏性異丙基丙烯酰胺共聚凝膠與聚碳酸酯共混的復合材料制作少兒自行車鞍座，使孩子們在騎行運動中感受坐墊逐漸厚實的柔軟性，同時也起到保護他們臀部發育的效果。

4．2體育用品選材的人文關懷原則

少兒體育裝備及器材的使用不僅要滿足運動參與人的生理和安全需求，運動中少兒所獲得的滿足度也是一個重要指標。因此，體育用品制作選材必須符合少兒心理發展規律和特點。采用醋酸纖維素替代傳統易燃有毒的賽璐璐制成乒乓球，可以鍛煉少兒反應靈敏性和身體協調性，并因此獲得運動成就感。此外，少兒運動服裝通常需要透氣防水型柔軟面料，2－丙烯酰胺－2－甲基丙磺酸或丙烯酸等聚合接枝至棉纖維上織成布料可以滿足這類需求，進而從細節上關心少兒身心發展。

5結語

伴隨全民健身運動的開展，高分子及其復合材料以其優異的性能和品質在體育裝備及器材鄰域獲得廣泛運用，不僅豐富了全民運動內容，加快了全民健身的普及與推廣，而且促成了運動鍛煉的低齡化進展。在多數父母支持孩子參加體育活動的當下，市場供應的少兒體育用品仍然存在針對性弱、安全性差、質量不高及材質差等不足。本文基于少兒體育運動的特點和意義，結合對體育用品材料性能與特點的分析，提出了少兒體育用品設計制作中材料選擇的建議。隨著新型功能化材料的開發與成熟，質監部門逐漸加強對少兒體育用品的質量檢驗，基于舒適、安全、健康及科學原則選材制作的體育用品將在少兒體育活動中實現普及。

［參考文獻］

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［9］潘華，宋麗，熊文博，等．瑞士小學體育器材的特點及對我們的啟示［J］．四川體育科學，2008(1):146－148．

［10］李春艷，劉星亮，肖艷芬．納米材料在體育工程中的應用及其生物安全性研究［J］．浙江體育科學，2011(5):99－102．

作者：洪艷；胡萬祥；文才新；胡好 單位：安徽工程大學體育學院