材料人眼里的世界杯
材料是人们用于制造物品、器件、构件、机器和其他产品的物质基础，它是新技术、新产业革命的重要标志，材料的发展与国民经济、国防建设和人民生活息息相关。
今天，我们借“2022卡塔尔世界杯”之势，从材料人的角度，为大家介绍一下，材料的发展给足球世界带来的改变。重现那些在世界杯历史上出现过的经典足球，让我们这些学材料的伪球迷，跟着真铁粉，在我们的材料世界也狂欢起来吧！
据历史记载，足球最早起源于中国，在古代称之为“蹴鞠”，而最早的足球是石球或铁球做成的。随着人类的进步，人们开始使用藤条编织足球，中间填上动物的羽毛等，使足球更轻，更有弹性，容易踢得远，踢得高，且对人的伤害减小。
但这些材质的足球都难以称得上我们现在意义上的足球。
事实上，现代足球的制作较为复杂，它主要是由面料、贴合加强层、和内胆三部分组成。而每一部分的材质不同，将给球员带来不用的脚感和技术发挥，这将直接影响进球率，乃至整个比赛的结果。
足球使用的面料有PVC、PU、TPU、超细纤维、牛皮多种材质。不同材质和表面处理决定了足球的柔软度、弹性，耐磨、摩擦力，高端材料能给球员能带来舒适的脚感和技术的发挥。
而贴合加强层虽然看不见摸不着，但是作用最关键，不同档次不同面料的足球必须配置相应的贴合材料。这一层主要由涤棉布、EVA、橡胶片、乳胶片多层复合而成。多层涤棉布采用经纬交叉方式贴合，才能保证球的圆度，不会因受到外力的强大冲击使球体发生变型失圆。EVA/橡胶片/乳胶片中间填充层能改变球的弹性、缓冲性、灵活性。贴合加强层与表面材料和球胆的完善结合，才能保证球有足够的爆发力，精确的飞行和最佳的操控性能。
足球的内胆，最为常用的有橡胶胆、丁基胆、乳胶胆和缠纱胆四种。不同的内胆，直接决定球的弹性。
那么这些不同的材料到底为足球带来了哪些改变呢？
这里，我们不得不提足球发展经历的三个阶段，真皮时代、合成材料时代和高科技复合材料时代。
足球材料发展的“真皮时代”
真皮足球，具有弹性好，耐磨等优点，但同时却不防水，易变形，极易受到天气的影响。1970年前的世界杯用球都是普通单色调的真皮足球。
1970年墨西哥世界杯第一次通过卫星向全球进行电视直播，设计师在原本的单一色调的足球上镶嵌起了黑色的五角形，这使足球开创了从单一颜色到多色的先河，Telstar（电视之星）完全用真皮制作，奠定了现代足球的基本形状。
1978年，阿根廷世界杯用球“Tango”是足球史上的一个巨大突破，它由20块囊皮组成，每块皮上绘有“三叉”图案，这些图案又恰好构成了12个圆，让球变得更为美观，提高了球对各种气候的适应能力。
1982年，西班牙世界杯比赛用球“Tango Espana”相对于 Tango而言，在外观上改动较小，技术上却有不小的突破。在真皮制作的基础上增加了防水、密封的功效，主要控制球重的额外增加，保证球在雨天作赛时不会受到太大的影响。
虽说这些足球都是真皮材质，但是设计上的突破让足球的性能得到极大的改良，也成为世界杯赛场上的靓丽风景。
足球材料发展的：合成材料时代
在足球材料上的最大突破来自于1986年墨西哥世界杯的Azteca（阿兹台克）。其首次使用合成材料替代部分真皮。这种合成材料的使用，使球变得更加柔软，增强了球的耐用性，进一步减弱了球的吸水性，加强了球在各种环境中的适应性和稳定性。自该届世界杯之后，真皮在足球材料的地位逐渐减弱，合成材料逐渐成为足球材料的主流。
1990年意大利世界杯的Etrusco Unlco（伊特鲁里亚）首次在球体内加入黑色聚氨酯泡沫内层。
我们知道聚氨酯泡沫，是一种新兴的有机高分子，被誉为第五大“塑料”，具有体质轻，抗耐磨性好，弹性好，防水，粘性好等诸多优点。因此，这一材料的突破，使得球在具有绝佳防水性能的同时，运行速度也再次提高；
1994年美国世界杯比赛用球Questra（奎斯特拉），首次加入了具有能量回复性能的白色聚氨酯泡沫内层，这种PU内层使用球体触摸感更为柔软，便于球员控制，球速也更快。
足球材料发展的高科技复合材料时代
1998年法国世界杯比赛用球Tricolors（三色球）最大的革新在于采用了新型复合泡沫材料，内部结构是排列紧密规则的弹性气泡，每一个气泡都是封闭的且充满气体。这种新型复合材料更具有耐磨性，赋予球更好的能量回复性能，使球飞行更稳，方向更准。
2002年日韩世界杯的Fevernova（飞火流星）在三色球的基础上进行改进，采用高科技合成泡沫层结构，该泡沫层包括了高固化聚氨酯，透明聚氨酯涂层，和“微泡混合塑料”以及天然橡胶等多达10层的各种材料有机结合而成，由众多超强耐压且大小相等的微型气囊构成。该结构使球的能量回复性能得到进一步提高，而且附加了额外的受力缓冲性能，有效提高了足球可控性和运行精确度。
2006年德国世界杯比赛用球Teamgeistä（+团队之星）革命性地将球面拼接块减少到14块，使球外表面的拼接点从原来的60个变为24个，降低了60%，再配合异性拼块和无缝压合技术，最大程度地消除球体表面不规则的凹凸，令球呈现完美圆弧，有效提高了足球运行精准度。
2010年南非世界杯的JABULANI（普天同庆）则使用了EVA(乙烯-乙酸乙烯共聚物)和TPU(热塑性聚氨酯弹性体橡胶)相结合的材质，利用球形制模方法，由8块表皮拼接出了有史以来最圆的足球；这种材质的足球，防水，防腐，防震，更易于加工。
2014年巴西世界杯比赛用球Brazuca（桑巴荣耀），是最具科技含量的世界杯比赛用球。它由6层复合材料组成，第一层由6块螺旋桨形状的聚氨酯皮面拼接而成。表皮上的纹理用来引导气流，可保持球在空中的稳定性。第二层为闭孔发泡塑料，塑料内的气孔与气孔之间相互分隔，中间没有贯通，防止水分在其中蔓延。第三层为第一层纤维增强层，夹在闭孔发泡塑料层和开孔发泡塑料层中间，能帮助足球在被冲击后迅速回弹为原来的形状。第四层为开孔发泡塑料层，这层较厚的发泡塑料夹在两层纤维增强层之间，柔软并且拥有很好的弹性。第五层为第二层纤维增强层，夹在开孔发泡塑料层和内胆之间，足球充气后，这层承受最大的压力。第六层为内胆，充满空气。
“桑巴荣耀 ”具有独特的对称性，比一般球更稳定、更易于控制，为比赛带来更好的场上控球、触球、稳定性以及空气动力学性能。
当然，俄罗斯世界杯官方用球，也没有令人失望。2018年俄罗斯世界杯用球名为Telstar 18（"电视之星18"），采用巴西环保材料甘蔗提取物制成。"电视之星18"的最独特之处在于植入NFC芯片，可智能手机交互，方便用户获取互动信息。
2022年卡塔尔世界杯官方用球的名字是“Al Rihla”，如果翻译成中文释义，意思就是旅程的意思。足球外形设计的灵感主要来源于卡塔尔当地地区的国旗，还有一些标志性的船只，包括卡塔尔地区的文化等等。
2022世界杯官方用球为AL RIHLA，这有可能是世界杯历史上速度最快的足球， 足球使用纹理感聚氨酯材料进行设计，共有20个球面参与到拼接当中，球面的装饰则采用卡塔尔文化中的帆船、现代城市、国旗等元素进行设计，足球材质全部经过相关机构的检验，这还是世界杯上的第一款仅采用水性油墨与水基胶的世界杯用球，符合现在主流的可持续发展理念，这粒足球造型新颖、美观实用，受到了很多体验足球脚感的运动员的好评，相信它也会在世界杯上跟随球队一起创造出辉煌的成绩。
从近几届世界杯足球所用的合成材料，我们不难发现，世界杯用球的材质也紧跟材料的发展，从最初的真皮材料到单一的合成材料，再到复杂的复合材料，逐步趋于具有更高性能，更智能，更环保的材料。这也更加证明了我们作为材料从业人员存在的意义。
我们在材料发展的一小步，都有可能成为足球材料发展的一大步，让我们随着“旅程”在为即将举办的2022卡塔尔世界杯喝彩吧！
