Besser laufen mit dem Sportschuh ohne Hacke

Das KAT-Kompetenzzentrum Ingenieurwissenschaften/ Nachwachsende Rohstoffe der Hochschule Magdeburg-Stendal ist Forschungspartner in einem EU-Projekt zur Entwicklung eines innovativen Sportschuhs. Drei Magdeburger Wissenschaftler prüfen seit September die mechanische Eignung neuer Verbundmaterialien für den etwas anderen Laufschuh.

In knapp zwei Jahren soll der hackenlose Sportschuh mit geringem Gewicht, günstigem Preis und guter Ökobilanz marktreif sein.

Joggen ist gesund – meistens jedenfalls. Während die positiven Effekte für den Kreislauf, den Kalorienverbrauch und das allgemeine körperliche Wohlbefinden meist unbestritten sind, können Fehlbelastungen, harte Untergründe und ungeeignetes Schuhwerk auch Probleme verursachen: Schmerzen in Fuß- Knie- und Hüftgelenken bis hin zu Wirbelsäulenproblemen zwingen viele Freizeitsportler zur Aufgabe.

Adri Hartveld aus Newcastle under Lyme, selbst passionierter Läufer, kennt aus seiner 25-jährigen Berufspraxis als Physiotherapeut viele solcher Beispiele. Zahlreiche eigene Teilnahmen an nationalen und internationalen Laufwettbewerben nutzte er quasi „nebenbei“ für systematische Beobachtungen der Laufszene in Europa. Die Erkenntnis: viele (Freizeit-) Sportler laufen mit einer zu harte Belastung der Ferse (so genannter „heel strike“), welche dann unmittelbar an die Gelenke weitergegeben wird und die beschriebenen Probleme verursachen kann.

Die Idee: Verhinderung des „heel strike“ durch einen Schuh, der das harte Aufsetzen der Ferse auf den Boden verhindert – der hackenlose Sportschuh (heelless shoe) war in Gedanken fertig. Es folgten zahlreiche Überlegungen, wie die Idee praktisch in einen Laufschuh umgesetzt werden kann. Der erste Prototyp entstand in der eigenen Werkstatt. Zahlreiche Trainingskilometer, Gespräche mit anderen Sportlern, Medizinern und schließlich auch Materialwissenschaftlern ließen die Entscheidung reifen, aus der inzwischen schutzrechtlich gesicherten Idee ein marktfähiges Produkt zu entwickeln.

Der Hauptunterschied zu „gewöhnlichen“ Sportschuhen liegt in einer besonderen Sohlenkonstruktion. Für deren Realisierung sind spezielle Materialien erforderlich. Über ein Technologieangebot des IRC INSSA wurde Adri Hartveld auf ein naturfaserverstärktes Verbundmaterial aufmerksam, eine Materialgruppe an der an der Hochschule Magdeburg-Stendal (FH) intensiv geforscht wird. Nach der Verarbeitung erster Materialproben wurde klar, dass solch ein Verbundmaterial potenziell für die Sohle geeignet ist. Gegenüber anderen Alternativen sind vor allem die mögliche Gewichtsersparnis, der günstige Preis und die gute Ökobilanz des Materials überzeugende Argumente.

Eine Technologie die von dem Unternehmen Zwartz, einem Hersteller von Naturfasergeweben und dem Ingenieurbüro KIEM entwickelt und angeboten wird, ermöglicht es Adri Hartveld kohlefaser- oder glasfaser-verstärkte Polymere durch Biopreg® , ein naturfasergewebeverstärktes Verbundmaterial zu ersetzen. Mit dem Biopreg®-Material besteht die potenzielle Möglichkeit Sohlen zu konstruieren, die besser, steifer, preisgünstiger und umweltfreundlicher sind, als dies mit marktüblichen naturfaserverstärkten Materialien (z. B. aus der Automobilindustrie) derzeit möglich ist. Ursache dafür ist die Verwendung orientierter Fasern in den Geweben.

Mit Hilfe eines erfahrenen Koordinators wurde ein Konsortium aus sechs KMU und fünf Forschungseinrichtungen zusammen geführt, in dem die gesamte Wertschöpfungskette des Produktes (von der Materialbereitstellung bis zur Vermarktung) abgebildet ist. Die Projektteilnehmer kommen aus Großbritannien, den Niederlanden, Spanien, Polen und Deutschland.

Innerhalb von zwei Jahren soll der neue Laufschuh bis zur Marktreife entwickelt werden. Das Projekt wird von der EU im Programm Forschung für kleine und mittlere Unternehmen (Research for SME) innerhalb des 7. Forschungsrahmenprogramms (HEELLESS 222468) gefördert.

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Dr. Peter Gerth,
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