Jako fotograf sportowy spędzam setki godzin, obserwując zawodników w przeróżnych dyscyplinach sportowych. Niejednokrotnie widziałem, jak o wyniku meczu decydował ułamek sekundy, a pewność chwytu lub źle dobrany materiał odzieży decydowały o zwycięstwie albo bolesnej kontuzji wykluczającej z gry. Te obserwacje skłoniły mnie do zadania sobie pytania: czy materiały, których używamy w gripach rakiet, uchwytach kamer czy elementach odzieży, są dobrane optymalnie? Jako inżynier biomechaniki postanowiłem nie zgadywać, ale to zmierzyć, tworząc moją pracę inżynierską, która łączy świat sportu i inżynierię materiałową.
Zaprojektowałem badanie tribologiczne, którego celem było odwzorowanie realnych, trudnych warunków pracy sportowca, a nie tylko idealnych warunków laboratoryjnych. Kluczowym elementem było sprawdzenie interakcji materiałów ze skórą w obecności wilgoci, dlatego w testach wykorzystałem roztwór chlorku sodu o stężeniu 0,9%, symulujący ludzki pot.
Pod lupę wziąłem trzy tworzywa powszechnie stosowane w uchwytach: Poliamid (PA), Polipropylen (PP) oraz Silikon medyczny.
Wyniki badań udowodniły, że pot działa na styku skóry i materiału jak smar, obniżając współczynnik tarcia we wszystkich badanych przypadkach. Oznacza to, że utrzymanie pewnego chwytu w trakcie intensywnego wysiłku jest wyzwaniem fizycznym, ponieważ warstwa wilgoci skutecznie oddziela dłoń od powierzchni uchwytu.
Analiza chropowatości powierzchni rzuciła nowe światło na zachowanie badanych materiałów, ujawniając istotne różnice w ich strukturze po zużyciu. Największą zmianę odnotowałem w przypadku Poliamidu, który charakteryzował się najwyższą chropowatością (profil od 0 do 60 μm). Wynikało to z silnej interakcji mechanicznej i ścierania, co paradoksalnie stało się jego atutem. Z kolei Silikon medyczny wykazał umiarkowaną chropowatość (0–25 μm), co świadczy o jego zdolności do adaptacji w kontakcie z dłonią, natomiast Polipropylen pozostał najgładszy (0–20 μm), wykazując najniższą podatność na zużycie, ale i najsłabszą interakcję ze skórą.
Co te mikrometry oznaczają w praktyce na korcie czy boisku? Mimo wcześniejszych założeń, to Poliamid wydaje się najlepszym wyborem do produkcji profesjonalnych uchwytów wymagających maksymalnej stabilności i kontroli, szczególnie w wilgotnych warunkach, takich jak wioślarstwo czy tenis. Jego wysoki współczynnik tarcia zapewnia pewny i bezpieczny chwyt, choć odbywa się to kosztem komfortu, bo szorstka struktura przy długotrwałym użytkowaniu może powodować podrażnienia naskórka.
Jeśli jednak szukamy złotego środka między wydajnością a wygodą, najlepszym wyborem okazuje się Silikon medyczny, który oferuje dobrą przyczepność przy zminimalizowanym ryzyku otarć. Jest to idealny kompromis dla amatorów i zastosowań rehabilitacyjnych. Z kolei najtrwalszy w badaniu Polipropylen, ze względu na swoją gładkość i niską przyczepność, sprawdzi się jedynie w mniej wymagających aplikacjach, gdzie pewność chwytu nie decyduje o bezpieczeństwie zawodnika.
Poniżej znajdują się zdjęcia ukazujące stanowisko badawcze, wykresy tarcia przy różnym obciążeniu i obrazy topografii powierzchni każdego z materiałów po wykonaniu badania.
