Pebax, det lille kemiske Lego, der gentænkte løbeskoen

Se på mærkningen på et hvilket som helst par konkurrencesko, der står hjemme i entréen. Der er gode chancer for, at et lille, diskret logo gemmer sig dér, næsten usynligt mellem de store mærkers marketing. Pebax®. Et navn, der lyder mere som en kode end som et salgsargument, og alligevel. Fra Kipchoge til de pigge, der smadrede rekorderne på 400 meter hæk ved Tokyo-legene, og videre til størstedelen af marathonpodierne siden 2016, har denne franske skumtype sneget sig ind under næsten alle de fødder, der tæller i international atletik.

Arkema, virksomheden bag Pebax®, sælger kun granulat. Ingen såler, intet logo på en skotøjsæske, bare råmateriale, der først sendes videre til forarbejdere og derefter til mærkerne, som former det efter deres egne opskrifter. For at forstå, hvorfor dette næsten anonyme materiale er blevet løbesportens stille stjerne, går turen til Arkemas forskningscenter i Normandiet, hvor Karine Loyen leder produktets globale forsknings- og udviklingsteam. Hun er uddannet kemiker og begyndte i den grundlæggende forskning, før hun skiftede til udviklingsarbejdet, hvor opgaven er at finde nye anvendelser for virksomhedens egne produkter. Sporten er blevet en af teamets vigtigste legepladser.

Hendes egen måde at opsummere materialets 45-årige historie på tager udgangspunkt i et billede, hun vender tilbage til igen og igen: et byggesæt. Pebax®, som blev skabt i 1980'erne, har « allerede nået kanonisk alder », erkender hun, men er stadig « som Lego, man hele tiden ændrer og tilpasser til nye innovationer og mærkernes ønsker. » Denne konstante formbarhed forklarer ifølge hende, hvordan den gamle polymer har kunnet følge med løbeskoenes stigende ydeevne uden nogensinde at sakke bagud.

Et kemisk Lego født i 1980'erne

Første overraskelse: Pebax® er ikke nogen ny opfindelse. Materialet har eksisteret siden 1980'erne, længe før super-skoene tog fart. Karine Loyen sammenligner det gerne med et byggesæt. Det er en termoplastisk polyamid, altså en plasttype, der kan smeltes og formes igen i det uendelige, og strukturen kombinerer to slags molekylære blokke, der er sat sammen som byggeklodser. På den ene side stive polyamidblokke, på den anden bløde polyetherblokke. Alt efter forholdet mellem de to byggeklodser får kemikerne et materiale, der er mere eller mindre blødt og mere eller mindre dynamisk, uden at grundingredienserne ændres.

Denne fleksibilitet i designet fik først Pebax® til at slå igennem langt fra den brede offentligheds radar. Allerede i 00'erne blev materialet brugt i ydersåler på fodboldstøvler og især i atletikpigge, hvor det i dag findes i over 80 % af modellerne. To egenskaber forklarer valget: bemærkelsesværdig lav vægt og et usædvanligt højt energireturn. Ved hvert skridt afgiver de fleste materialer en del af energien som varme, hvilket får dem til at blive varme. Karine Loyen forklarer det med selve polymerens kemiske struktur: « på grund af sin kemiske struktur spreder Pebax® ikke energien i strukturen, men returnerer den næsten fuldstændigt. » Konkret « returneres omkring 80-85 % af den energi, løberen tilfører i skridtet, af materialet », næsten uden tab undervejs. Det giver en reel trampolineffekt, som kan forlænge hvert skridt og i sidste ende forbedre kilometertiden.

Fra massiv sål til skum: Det egentlige vendepunkt

Det store skifte kom mellem 2015 og 2016. Indtil da var løbesko til almindelig træning hovedsageligt baseret på EVA, et tættere og langt mindre reaktivt skum, « som er mindre let og heller ikke har den samme dynamik », ifølge Pebax-specialisten. I dialogen med de store mærker opstod idéen i Arkemas forskningsafdelinger: « Hvad nu hvis vi kunne overføre både letheden og energireturnet fra Pebax®-materialet til et skum? Hvis vi kunne fremstille et Pebax®-polymer-skum med de egenskaber, kunne vi nå endnu højere niveauer af lav vægt! » Udfordringen var ikke lille: Råmaterialet var udviklet til andre formål og skulle omdannes uden at miste sine egenskaber, når det blev skummet, samtidig med at der var en hel kæde af mellemled fra Arkemas granulat til den færdige sål.

Når en skodesigner skifter fra TPU til Pebax®, sparer vedkommende 20 % i vægt.

Resultatet tog nogle år om at blive synligt, men da det kom, ændrede det spillet. De første sko med de nye skumtyper begyndte at vinde marathonløb. Hver producent giver sit skum et eget handelsnavn, men i de fleste tilfælde er den kemiske base stadig den samme polymerfamilie. Et energireturn på omkring 87 % nævnes jævnligt for markedets mest avancerede skum, mens klassisk EVA typisk ligger omkring 65 %, og et avanceret TPU-skum når cirka 70 %. På et helt marathon kan forskellen for visse løberprofiler omsættes til adskillige sparede minutter.

Pebax mod EVA mod TPU: Skumtypernes styrkeprøve

På papiret er sammenligningen næsten uretfærdig. Over for TPU, stjernematerialet i Adidas' Boost, har Pebax® en densitet, der er « 20 % lavere ved samme volumen, forklarer Loyen. Når en skodesigner skifter fra TPU til Pebax®, sparer vedkommende 20 % i vægt. » TPU « spreder mere energi » på grund af sin kemi og giver aldrig den samme fjedereffekt. Prisen følger logisk med. « Pebax® er et højtydende materiale, der er komplekst at fremstille », mens TPU bygger på en mere tilgængelig « polymerteknik » og større produktionskapacitet, hvilket forklarer prisforskellen. Det er denne kompleksitet, der ligger bag forskellen mellem en klassisk træningssko og et konkurrencepar med carbonplade, hvor startprisen på de mest avancerede modeller i dag jævnligt overstiger 300 euro.

Over for EVA er forskellen endnu tydeligere. EVA er ikke termoplastisk. Formgivningen kræver et trin med irreversibel kemisk tværbinding, ligesom ved gummi. Når sålen først er støbt, kan den ikke smeltes om. Pebax® bevarer derimod sin termoplastiske natur hele vejen, hvilket åbner en mulighed, EVA aldrig vil kunne tilbyde: genanvendelse i et lukket kredsløb.

Træthed: Super-skummenes akilleshæl

Der er dog en bagside ved jagten på ekstrem lav vægt, som mærkerne næsten aldrig taler om. Jo mere et Pebax®-skum lettes, desto mere luft og desto mindre materiale indeholder det, og desto mere mister det af sin holdbarhed over tid. Visse uafhængige analyser bekræfter det i praksis. Et nyt PEBA-skum har et højere energireturn end nyt EVA, men efter 450 kilometers slid vender forskellen fuldstændig: Den aldrende EVA indhenter og overgår det trætte PEBA-skum. Selve Pebax®-materialet er faktisk blandt de mest træthedsresistente, der findes, men den ekstreme skumstruktur, der er valgt for at spare de sidste gram, betaler prisen for letheden.

« Man skal have det energireturn og den elasticitet, men skoen skal også bevare sin stabilitet », opsummerer eksperten fra Cerdato, Arkemas ekspertcenter for polyamider. Hun beskriver selv et konstant kompromis mellem ekstremt lav densitet og materialets stabilitet. Det er en balancekunst, som de franske forskerteam arbejder videre med hele tiden.

Ricin, patenter og kunstig intelligens: Historien bag et diskret imperium

Pebax® var længe fremstillet 100 % af olie, men har i de senere år fået en biobaseret variant, Pebax® Rnew, der fremstilles af ricinusolie. Polymerens stive del, en polyamid kaldet Rilsan, kan produceres i en fuldt biobaseret version, mens den bløde del stadig stammer fra den petrokemiske industri. Det færdige produkt får derfor en andel fornybart materiale, der afhænger af forholdet mellem de enkelte blokke. Bemærkelsesværdigt nok bevarer den miljøvenlige version præcis de samme mekaniske egenskaber som standardversionen. « Ydeevnen er nøjagtig den samme », understreger chef-forskeren. Man ofrer ikke ydeevne, fordi materialet er biobaseret. » Det er et argument, som mærker som Mizuno og Scarpa i øvrigt kunne fremhæve på nogle af deres modeller.

© Pebax® kombinerer stive polyamidblokke (grøn) og bløde polyetherblokke (grå), en modulær sammensætning, der ligger bag materialets egenskaber. © Arkema

Når det gælder genanvendelse, gør Pebax®'s termoplastiske egenskaber det i teorien muligt at findele og omsmelte en brugt sål til nyt granulat. Det står i kontrast til EVA, som efter tværbinding kun kan findeles og ende i anvendelser med lavere værdi, for eksempel måtter. Arkema har købt den specialiserede italienske virksomhed Agiplast og udvikler i øjeblikket et genanvendt Pebax® med omkring 30 % materiale fra produktionsrester. Det er ved at blive godkendt hos flere mærker. On vakte i øvrigt opsigt, da virksomheden præsenterede en næsten monomateriale-sko, der udelukkende var fremstillet af ricinusoliederivater og designet til at kunne findeles i sin helhed efter endt levetid.

Når det gælder den følsomme konkurrencesituation, er Arkema naturligvis tilbageholdende. Virksomheden beskytter sin viden gennem en omfattende patentportefølje med en gyldighed på 20 år. Patenterne dækker både den kemiske sammensætning, fremstillingsprocesserne og tilsætningsstoffer, der stabiliserer materialet over for varme og UV-stråling. Et mindre synligt, men lige så strategisk forskningsområde er nu digital modellering. Her bruges kunstig intelligens i stigende grad til at forudsige den optimale skumstruktur, før materialet overhovedet kommer i laboratoriet, i stedet for at bruge tid på dyre forsøg og fejl.

Fra elite-marathon til søndagsjog: En bevidst demokratisering

Pebax® er ikke længere forbeholdt podierne. Flere store mærker bruger materialet, og flere modeller til almindelig træning indeholder nu afmålte mængder. Hos Arkema er tendensen mod større udbredelse helt bevidst. At gå fra håndværksproduktion, hvor en marathonko bygges i små serier med mange manuelle justeringer, til industriel masseproduktion kræver et reelt spring i skala. Materialet skal være mere robust i forarbejdningen for at kunne følge de klassiske produktionslinjers tempo, et projekt, der næsten er lige så strategisk som jagten på maksimal ydeevne.

Alligevel er det eliten, der fortsat står i centrum. På bane, i fodbold og på marathon er Pebax®'s tilstedeværelse ved de største internationale konkurrencer en enorm imagegevinst for Arkema. Virksomheden fremhæver gerne sin plads i næsten alle de pigge, der bruges ved OL og VM. Det er med til at holde liv i den sælsomme historie, sæson efter sæson: Historien om en plasttype, der blev opfundet for over 40 år siden, og som uden nogensinde at optræde på en skotøjsæske har gjort sig uundværlig ved næsten hver eneste rekord, der falder.

➜ Se marathonkalenderen