目前世界各國發展的主要是PAN基碳纖維和瀝青基碳纖維。世界PAN基碳纖維生產廠商主要有日本Toray(東麗)、Toho(東邦)、Mitsubishi Rayon (三菱人造絲)、美國Hexcel(赫克塞爾)、Amoco(阿莫科)和Zoltek(卓爾泰克)等公司。瀝青基碳纖維主要生產廠商有日本Mitsubishi Chem(三菱化學)、Kureha(吳羽)、Donac與美國Amoco公司。可見碳纖維的制造科技都掌握在美國與日本手中，這也是其昂貴的原因之一。PAN基碳纖維是當今世界碳纖維發展的主流，占世界碳纖維市場的90%以上。
起初碳纖維主要用于軍工和航天，經過40余年的發展，其應用領域正在向工業領域和普通民用領域擴大。在科技迅速發展下，碳纖維也用于基礎設施的修復、更新和加固，新能源開發以及風力發電機的螺旋槳和風葉制作；汽車的剎車系統、轉動軸、車身等制造；電子領域的應用主要有通信、廣播、地球觀測、空間探測以及各種飛行器的高精度天線。
文體用品方面，目前碳纖維材料已從釣魚竿和高爾夫球桿推廣到網球拍、羽毛球拍、冰雪運動器材、水上運動器材等方面，其中高爾夫球桿、網球拍和釣魚竿是體育用品用碳纖維復合材料的三大支柱產品，約占該類產品的80%。
為了延長專業跑鞋的最佳使用壽命，跑鞋縱向抗彎剛度是鞋具設計的重要參數之一。
縱向抗彎剛度的調整與跖趾關節運動功能高度相關，與耐力運動表現聯系緊密，同時也被證實與高強度運動如沖刺跑、變向跑等運動表現有密切聯系；簡單來說，其能幫助提高跑步成績。
研究發現，在長跑和沖刺跑支撐末期，跖趾關節主要做負功，吸收能量，做負功與正功的比例可達到70:1，這主要是因為跖趾關節在支撐末期的背屈程度過大。簡單來說，通過提高跑鞋縱向抗彎剛度，降低跖趾關節在蹬伸階段的背屈活動度有利于降低跑步跖趾關節處的能量損耗，從而達到提升運動表現的目的。
更有研究表明85%的短跑運動員穿著一定范圍內的較高縱向抗彎剛度鞋具，其運動表現均有一定程度的提升。并且提高跑鞋縱向抗彎剛度可以提高沖刺跑前10m加速階段的運動表現，有效降低運動員在跳躍和變向運動中的氧氣消耗。跑鞋縱向抗彎剛度得調整能有效影響跑步生物力學參數，從而影響跑步運動表現和跑步經濟性。
還有研究發現，跑鞋縱向抗彎剛度的提升可使跑步支撐期地面反作用力在足底作用點的前移，使小腿后側肌群力臂的有效延長，從而提高踝關節蹬離階段的力量；簡單來說，其可以給到腳部一個推進的助力，幫助跑步動作的啟動。
抗扭轉、強支撐。有研究表明，足弓結構異常會增加人們運動過程中的損傷風險，碳板能加強運動鞋的中底底部，提升結構剛性，保障足弓穩定，提供抗扭保護。抗扭轉不止于保護性，另一方面，好的抗扭轉設計能夠讓緩震系統的更好的發揮效用，從而達到一個既能讓足部有著舒適的體驗，更重要的是能讓足部平衡，跑鞋更加穩固，緩沖釋放的能量更加集中。
輕質回彈。隨著跑鞋質量的下降，運動鞋重量每減小100 g，耗氧量會降低約 1%，鞋底材料輕質能夠有效降低長跑氧耗量，提高跑步經濟性。碳板跑鞋也能夠提供一定的回彈效果。碳板與跑鞋中底相配合，形成“三明治”狀的結構，能夠更好地利用跑者力量，提升回彈推動能力，減少能量損失。
總的來說，碳纖維憑借著出色的剛性、抗扭、輕質成功的與運動鞋展開了密切的合作。從最早的籃球鞋開始，優秀的抗旋轉能力保證運動員的完美的發揮技術。近年來，碳板跑鞋進入大眾生活。
注：文章節選自揚子晚報《春已至、跑起來！跑步系列1——認識碳板跑鞋》，作者 江蘇省體育科學研究所 楊文賢
原文始發于微信公眾號（艾邦復合材料網）：碳纖維為什么能應用于跑鞋？
