誠然，未經訓練的跑步運動員甚至不會立即制作高科技跑鞋。盡管如此，運動鞋是不同材料和部件的完美組合，對其功能進行了精細調整。真正的材料科學和必要的分析技術。
每天我我的運動鞋在衣柜，讓我明白了，笑了：“來，跟我走，我很舒服，空氣填充，防水，帶你翻山越嶺，甚至是熱瀝青路面離開我唯一的冷” - 一個“高科技優質產品“。令人難以置信的，從日常生活中的一個項目，具有各種復雜的功能，適合于預期的用途。使用過的材料及其加工過程是針對這一精確指定的目的開發和優化的 在這里出現的問題是，運動鞋現在所處的位置與材料科學的研究領域相關。
材料科學的定義是一門跨學科的科學，其重點是材料的制作及其表征。隨后，這個跨學科領域還包括材料的開發和實際使用中材料和材料行為的調查。材料科學的跨學科方法涵蓋了廣泛的材料類別，如陶瓷，聚合物，半導體或磁性材料。由于它的跨學科性質，該領域正在不斷近年來，除了傳統的科學領域，如物理，化學和工程，也舉行了生命科學的收集，例如，用于生物相容性材料的發展不斷擴大等。
為了改進，修改或開發各種全新的材料，必須從多個不同的角度對這些材料進行分析和表征。使用地點，使用時間，各種環境影響等也起著重要作用，因為這些影響材料的性質。
運動鞋：混合了許多材料和組件
回到示例運動鞋。運動鞋是多種不同材料和部件的混合體，通過各自的最佳協調和功能優化使用成為高科技日常用品。如果將運動鞋解剖成其組件，人們會找到主要不同的尼龍，PVC，合成纖維以上的合成材料，直至皮革或金屬部件。每種材料都帶有定制的特性，以適應特定的應用。例如，鞋底必須具有耐磨性，耐溫性，耐壓性和耐水性，以便由于行走和跑步造成的壓力在短時間內不會破裂。
然而，整個鞋底的層結構中的襯墊和鞋底夾層必須是柔性的，具有一定的柔軟度并且還應具有較低的重量。經常填充凝膠的填料本身必須具有減震和觸變性能，以便在加載和卸載過程中恢復到其原始狀態。腳跟帽也由合成材料如尼龍或PVC制成，但應保持尺寸穩定并具有一定的強度，但仍具有足夠的靈活性以便舒適地坐在腳上。乍一看，這似乎是一個矛盾，但通過發達的結構材料特性，我們在外部感知的物理特性可以在那里發展。
看上面的鞋子，其他屬性對消費者來說很重要。例如，運動鞋應該透氣，但防水，有彈性和防撕裂。對于上面鞋子的時尚設計也收到不同的顏色。所使用的顏色必須具有某些特性，例如抗紫外線，對相應材料具有良好的粘附性以及在生產中良好的混合和溶解性。
鞋墊和襯里是與人腳直接接觸的部分。因此，鞋內底和襯里具有氣味和吸汗特性，并且還應當能夠透過濕氣和空氣。最后，鞋帶，就應該有高的抗拉強度，通過扣眼好滑，不吸水，而且應該是彩色的，不褪色。部件本身 - 鞋底，上鞋和內鞋 - 通常粘在鞋制造中，而不是縫制。為此，需要使用特殊的粘合劑，這些粘合劑可承受負載并與不同材料形成良好的粘合。
與運動鞋等日常用品一樣，所使用的材料需要具有豐富的必要特性。要知道，當開發的材料，如尼龍，PVC，硬橡膠或網狀材料現在所期望的特性，在它們的發展和修改必要的步驟需要許多伴隨的分析和表征技術。對材料的原子和分子結構的基本知識和理解是至關重要的，因為這些決定了所得到的物理材料特性。
伴隨的分析和表征至關重要
因此，在各種材料的分析和表征具有紋理結構分析方法(例如，光譜儀，X射線分析)的物理機械方法(例如，壓痕，摩擦學，里茲測試儀)，對于表面電荷測定，流變方法，制造化合物的定義為顆粒表征和工藝技術合成過程的方法的化學/電化學方法和納米粒子同等重要。
高品質測量儀器制造商Anton Paar為材料科學和材料表征領域提供了廣泛的產品組合。基于微波的合成法是靶向合成新分子和化合物的最準確和最快速的方法之一，隨后還導致具有確定性質的納米顆粒。這里可以根據明確定義的溫度/壓力/時間方案進行一步和多步合成，并且可以將反應引導至期望的方向，從而避免形成不需要的副產物并增加產量。
在結構分析是安東帕小和廣角測量系統(SAXS，WAXS，GISAXS)，和高/低溫度，壓力和濕度測量室的X射線衍射的主要供應商，該結構上的原子級的一方面的，但在另一方面，可以在分析與其他物質和環境影響的相互作用。流變分析方法可以高度準確地測定流動性和粘度。
日常使用運動鞋有特殊要求
在日常使用中，兩個表面之間總是存在接觸，這可能是相同或不同的材料。諸如壓力，溫度，濕度，運動速度等許多其他因素對使用的材料產生重大影響。通過摩擦計，兩個表面之間的摩擦，磨損，磨損和潤滑特性可以得到最好的分析，并且這些知識經過優化使用。安東帕為固體材料系統提供世界上最廣泛的摩擦測量選項，并結合針對相應應用量身定制的液體材料(潤滑)。
其他機械分析方法包括硬度，劃痕測試儀和膜厚測量儀以確定硬度，楊氏模量，耐刮擦性和表面層厚度。在此，表征層和基材的復合體系并確定參數如粘附力和摩擦力。用于確定材料表面拓撲結構的另一種機械分析方法是原子力顯微鏡(AFM)，它在視覺上顯現表面紋理。
表面電荷還對不同材料彼此之間的粘附，例如油漆和粘合劑的粘附，以及對不同液體的潤濕性有顯著影響。通過用于確定電荷性質的電動力學方法，可以確定吸附和解吸行為，并且可以對材料例如聚合物和膜進行改性，使得例如防止或改善污垢，水，粘合劑或油漆的粘附。例如，在生物相容性材料的情況下，可以識別表面上的有害成分，并據此調整材料生產。
許多末端材料的起始材料是粉末，顆粒或分散體，其顆粒性質(尺寸，ζ電勢，透射率，分子量，折射率)必須被表征以獲得質量一致的材料。
一種可能性是溶液中粒子的光散射(DLS =動態光散射)。為了測定干粉中的粒徑，以及液體分散體，激光衍射(LD)是選擇的方法。所有這些方法都攜手合作，各自代表拼圖的表征和材料特性的理解中不可或缺的一部分。在這樣的日常用品，如因此運動鞋卡不僅許多不同的匹配材料，而且具有良好的技術訣竅。
