Breaking 4：挑戰極限的創新助力

「高牆就是用來打破的。」曾經的破2 (Breaking 2)計畫主角，同時也是馬拉松一代傳奇Kipchoge在計畫宣傳片中如此說道。一轉眼，距離NIKE前次挑戰人類極限已過去7年，如今是時候再度迎向另一座高牆：女子一英里四分鐘，為今年眾所矚目的Breaking 4 Project。

這次計畫的主角是手中握有三項世界紀錄、無數大獎賽事得主的肯亞跑者Faith Kipyegon。個人最佳也是世界紀錄為2023年創下的一英里4:07.64，如同計畫簡潔易懂的標題，Faith將偕同NIKE挑戰女子一英里四分內這項不可能的任務。

前次Breaking 2計畫中NIKE投入大量資源，並配合劃時代的跑鞋締造新紀錄(延伸閱讀：不斷破紀錄的先進鞋類科技 - Sportscience 運動科學網 先進鞋類科技掀起馬拉松新革命 - Sportscience 運動科學網 穿Nike Vaporfly跑步真的比較省力嗎? - Sportscience 運動科學網。) 這次也不例外且更勝一籌，NIKE為Faith量身打造了超級跑裝，從頭上的髮帶、運動內衣、連身緊身短褲裝，到腳底的跑鞋，都力求從產品設計角度降低環境阻礙、提升個人能力。以連身跑裝而言，便是透過在服裝上增加顆粒，將整片風阻切割以降低空氣於身體後方形成的拉力(如下圖)。

另一項創新產品不得不提到，以最新3D列印技術製作的The Nike FlyWeb Bra運動內衣。目前市面上所能接觸到的運動服飾，多由具吸濕排汗功能的人造纖維編織而成。然而這件運動內衣採用3D列印製作，將服裝的概念轉換成網狀結構而非編織(如下圖)。此外，在材料的選擇上也非傳統聚酯纖維而是選擇：熱塑性聚氨酯（Thermoplastic polyurethane, TPU）。這些設計與材料選擇其來有自，NIKE在公開產品設計描述中提到，就算只是一英里的距離，散熱對於運動員來說也是非常重要。

為甚麼運動服飾要能散熱排汗?

過去許多研究也針對濕熱環境使運動表現下降進行探討，其中2015年的回顧性文獻中，區分不同跑步項目在高溫環境的表現變化。在30秒以上的持續性間歇跑中，當核心溫度高於39°C時，心血管負荷加劇並抑制中樞神經，導致代謝下降與疲勞累積。除了高溫，高濕度也同樣容易造成運動表現下降，由2016年溼度對長跑表現影響的研究中可以發現，濕度越高體溫及心率也越高(如下圖)。這是因為在高強度運動中，為維持體溫身體會持續增加汗液分泌量，試圖透過更多汗水蒸發散熱。但因環境溼度高，蒸發效率受到限制，汗水多數仍停留在皮膚表面，降溫效果不佳。這種無效流汗導致身體仍持續大量出汗，使水分流失加劇，最終造成脫水。

TPU作為運動服飾材質有什麼優勢?

了解高溫高濕環境對運動員的影響後，便能一揭本次計畫NIKE產品設計的初衷。於材料測試的文獻中指出，TPU材質具良好導熱、導濕特性，再加上大孔洞的設計能有效降低濕度，加速排除體表熱量與汗液，為適合運動服裝之材質(如下圖)。由此可知，創新3D列印的運動內衣，不似一般紡織品而是呈現網狀結構，形成大型孔洞可加速排汗排熱。Faith本人則是給予這樣的創新服飾高度評價 “I’ve never worn something like this in my life. I love it.”

大孔洞的各材質於持續加溫的環境中，紅線TPU溫度上升較快，即表示具良好導熱性。運動情境中如果材料（如TPU）具有高導熱性，就能迅速將人體產生的熱量從皮膚表面傳導出去，達到快速散熱的效果。

這場突破極限的成果發表，6月26日於巴黎Stade Charléty 夏洛蒂體育場上演。經過NIKE運動科學團隊無數次推演，將當地氣溫、濕度、風速等環境因素都納入考量，首選與肯亞只有1小時時差的巴黎為最終舞台。雖然本次挑戰還是無法跨越人類體能極限的高牆，但Faith Kipyegon也將世界紀錄又推進了將近1秒，以4:06.42的佳績再創歷史。隨著運動科技的發展、運動科學包括生物力學、生理、營養、訓練等面向多方的共同努力，終究會迎來跨越高牆、完成不可能任務的一天。就讓我們拭目以待、翹首企盼那天的到來，到時又會是哪些最先進的產品輔助左右呢?

參考資料
NIKE：Behind the Design of Faith Kipyegon's Breaking4 Speed Kit
NIKE：10 Details Nike Obsessed to Support Faith Kipyegon and Breaking4
National Geography：Science-Has science cracked the code to breaking the 4-minute mile?

參考文獻
Girard, O., Brocherie, F., & Bishop, D. J. (2015). Sprint performance under heat stress: a review. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 25, 79-89.
Che Muhamed, A. M., Atkins, K., Stannard, S. R., Mündel, T., & Thompson, M. W. (2016). The effects of a systematic increase in relative humidity on thermoregulatory and circulatory responses during prolonged running exercise in the heat. Temperature, 3(3), 455-464.
Kwon, S., Kwon, S., Lee, H., & Subramaniyam, M. (2024). Heat and moisture transfer depending on 3d-printed thermoplastic polyurethane and ethylene-vinyl acetate foam and the presence of holes for 3d printing clothing development. Polymers, 16(12), 1684.