这段时间，相信很多人在下班吃完饭后，就守在了电视机前，为自己支持的球队加油助威。在享受全世界高水平足球赛事的同时，大家可能不知道，成就一场精彩足球比赛的，除了运动员、教练员、裁判员和球迷以外，还有化学工业的贡献。足球本身的发展就是材料科学发展的缩影，人造草皮助推了足球运动的进一步推广和发展，而足球运动员一身的高科技装备，更是依赖着化学工业。
橡胶技术
缔造完美足球
在欣赏高水平球赛，亦或是在自己踢球的时候，大家有没有想过，足球是用什么材料做的?电视解说员经常会管足球叫“皮球”，它们真的是皮做的吗?
实际上，在足球运动刚刚发展起来的时候，材料技术就成为了其走向规范化、成为一项正式体育运动的关键。这是因为，一项球类运动能不能走向规范化，取决于能不能找到一种材料，使球能够在规定时间里保持尺寸、重量和内压的稳定，不被踢坏;同时，这种材料要保证球能够在全球各个地方都按标准生产出来。在过去，人们是用动物的膀胱、胃等充好气，然后包上皮革，踢来踢去。显然，这样的足球很容易被踢坏，不能满足足球运动广泛推广的要求。
1838年，这一困难被一个美国化学家解决，这个化学家就是大名鼎鼎的查尔斯·固特异。他发明的橡胶硫化技术，不仅成为了今天全球橡胶工业的基础，也成就了足球运动。直至今日，所有足球的内胆仍都是橡胶制品。
随着竞技水平的不断提高，现代足球运动对于球的气密性要求越来越高，常用于汽车和飞机轮胎内胎的丁基橡胶就成为了足球内胆的材料。不仅如此，丁基橡胶还拥有出色的防水性和耐热性，这也使得今天的足球可以在各种场地和环境下保持稳定的形态。
不过，足球不能只有内胆，毕竟单纯的橡胶球踢起来也很不舒服。在19世纪中后期，足球制造商在橡胶内胆的外面，加上了真皮制的外层，这些足球也成为了早的规范化足球形象，这时的足球，可以说是真正意义上的“皮球”。不过，这样的处理也有明显的问题：真皮容易吸水，如果在雨天踢球，足球会变得越来越重，用脚踢球和用躯干部位停球的时候还好，等到需要用头顶球的时候，蓄水的皮球和头发生碰撞，那滋味真心不好受。
根据英国的一项调查，早期足球运动员饱受痴呆症困扰，这其中就有用真皮足球的原因。然而，因为当时合成材料的发展还无法满足足球运动的需求，真皮做的足球一直用到了20世纪70年代。
1974年，阿迪达斯联手当时的拜耳材料公司(也就是现在的科思创)，开发出了聚氨酯足球外层材料，并用在了当年的世界杯上。这种材料使足球具有了更好的弹性，而且不吸水、不腐坏，成为足球外层材料当仁不让的。到了1986年世界杯，真皮材料就退出了世界杯舞台。
本次俄罗斯世界杯用球名为“Telstar18”，采用的是三元乙丙橡胶(EPDM)聚合技术，原料提取自甘蔗，还有效减少了碳氢化合物排放，做到了天然无污染。
人造草皮
让足球运动得以推广
实际上，我们在电视上看到的足球比赛，绝大多数都是在天然草皮球场上进行的。不过，这也带来了一个问题，天然草坪球场需要专人进行定期维护，浇水、修剪、除虫，如果一些地区太热、太冷、太干、太湿，都无法保证天然草皮的正常维护，运营成本会大幅提高。这对于一些学校、社区和公共场所的球场来说就很不切实际了。那么，平时的足球比赛和训练在哪里进行呢?天然草皮的维护费用这么高，怎样让足球运动更好地向大众推广呢?
相信大家都已经想到答案了。没错，这个时候，人造草皮就显现出了它的用武之地。所谓人造草皮，是将仿草叶状的合成纤维，植入机织的基布上，背面涂上起固定作用的涂层。
人造草皮由基础层、缓冲层和草皮层组成。基础层是由夯实土层、碎石层和沥青或混凝土层组成。基础层之上是一层缓冲层，通常为橡胶或泡沫塑料组成。橡胶弹性适中，厚度3~5毫米。泡沫塑料成本较低，但是弹性差，因此厚度需要达到5~10毫米。缓冲层要牢固地粘贴在基础层上，一般用白乳胶或万能胶粘贴。人造草皮的表层即为草皮层，根据表面形状分为绒毛草皮、圆环形卷曲状尼龙丝草皮、叶状聚丙烯纤维草皮、尼龙丝编制的透水草皮等，主要使用的材料是聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺等，也必须用乳胶粘在橡胶或泡沫塑料上。
相对于天然草皮，人造草皮性能相近，且耐候性强、适用范围广、养护成本极低，非常适合那些不适合种植天然草皮的地区和场所使用，也有利于大众健身。因为人造草皮的这种特点，足联也十分愿意推广人造草皮。在冬季漫长的冰岛和在高原气候的不丹，当地均建立了铺设人造草皮的球场，这也帮助冰岛和不丹等国足球实力迅速提高。2015年的女足世界杯，成为个使用人造草皮的赛事。我们身边的球场，绝大多数使用的都是人造草皮。
不过，人造草皮也有很多缺点，还无法替代天然草皮。首先，天然草皮有显著的降温作用，而人造草皮没有，夏季比赛时，人造草皮球场会非常热;其次，人造草皮的“草种”比天然草皮更硬，这加剧了运动员皮肤被划伤的危险。此外，足球在天然草皮上的弹性更小、滚动速度更快，更利于球员控球。因此，一些足球运动员也成为人造草皮的反对者。
合成材料
助力球员更好发挥
根据足联的规定，足球运动员的装备由球衣、短裤、球袜、球鞋和护腿板组成，如果是守门员，还需要佩戴手套。而这些装备的制作基本都离不开高技术含量的化工产品。
就拿球衣和球裤来说，现代的球服要求能够大限度地帮助球员散热、排汗，而运动时时常出现的拼抢和拉拽又要求球衣有很好的弹性。这样一来，传统的天然面料就无法胜任。当合成树脂行业发展起来以后，球衣面料迅速抛弃了羊毛和棉，转而使用涤纶和尼龙。今天，高档球衣的面料使用的是莱卡，这是一种聚氨酯纤维(氨纶)。这种材料拥有极好的弹性，不易吸水，且能与其他面料混纺，成为了运动员球衣的面料。
2018世界杯赛事期间，球员的运动衣有60%左右都是由矿泉水瓶再利用加工而成。这种塑料抽取环保纱制作的环保球衣，不仅轻便透气，更是能快速排汗。
再来看看足球鞋，它由3部分组成，即鞋面、鞋底和鞋钉。一直以来，袋鼠皮都是球鞋鞋面材料的。而随着近年来合成材料行业的发展，涤纶、锦纶的超细纤维复合材料正在成为鞋面材料的新宠。目前，合成材料已经可以克服天然皮革吸水、不耐磨的缺点，还能继承天然皮革的所有优点，且更耐用、原料成本更低。
鞋底材料则主要为热塑性聚氨酯(TPU)，具有坚韧、耐磨和造价低的特性，非常符合足球鞋高强度对抗的要求。如果觉得TPU材料重，更轻但对抗性能稍差的尼龙也是不错的选择。
鞋钉材料则比较讲究了，根据使用场地和气候的不同，鞋钉材料也有不同的选择。对于通常在天然草皮踢球的职业运动员来说，钢钉和橡胶长钉是常见的。
我们再来看看守门员手套，它可不是普通的针织品，手套的技术核心所在就是掌面材料，一般是利用天然橡胶和特定的合成橡胶组合起来的，其厚度为3~4毫米，要求具有很强的黏性和摩擦系数，可以帮助守门员更好抓住飞过来的皮球。在这些材料发展起来以前，守门员其实很少戴手套。如果我们在世界杯上看到“黄油手”，请记住，这一定是守门员的错。
护腿板起着保护运动员小腿的作用，其材料也是所有装备中技术含量高的。目前，护腿板主要由玻璃纤维、发泡橡胶、聚氨酯、塑料和金属这5种材料制作而成。玻璃纤维重量轻且结构牢固，是好的护腿板材料。近来，随着高性能纤维复合材料的发展，碳纤维和钛纤维的复合材料也成为了护腿板的制造材料，在为运动员提供足够保护的同时，还不会给运动员带来负担，不影响球员的跑动。
