Pebax, det lille kjemiske Legoet som fant opp løpeskoen på nytt

Se på etiketten til et hvilket som helst par konkurransesko som ligger hjemme hos deg. Sjansen er stor for at en liten, diskret logo står der, nesten usynlig blant de store merkenes markedsføring. Pebax®. Et navn som høres mer ut som en kode enn et salgsargument, og likevel. Fra Kipchoge til piggskoene som knuste rekordene på 400 meter hekk i Tokyo, via flertallet av maratonpallene siden 2016, har dette franske skummet sneket seg inn under nesten alle føtter som teller i verdens friidrett.

Arkema, selskapet bak Pebax®, selger bare pellets. Ingen såler, ingen logo på en skoeske, bare råmateriale som sendes videre til foredlere og deretter til merkene, som former det etter sine egne oppskrifter. For å forstå hvorfor dette nesten anonyme materialet har blitt løpesportens stille stjerne, går turen til Arkemas forskningssenter i Normandie. Her leder Karine Loyen selskapets globale team for «Research and Development» (R&D). Hun er utdannet kjemiker og startet med grunnforskning før hun gikk over til utvikling, arbeidet med å finne nye bruksområder for selskapets produkter. Sport har blitt en av teamets viktigste lekeplasser.

Hennes egen oppsummering av materialets 45 år lange historie bygger på et bilde hun stadig vender tilbake til: et byggesett. Pebax®, som ble utviklet på 1980-tallet, har « allerede nådd kanonisk alder», vedgår hun, men er fortsatt « som Lego, som vi hele tiden endrer og tilpasser til innovasjonene og merkenes behov.» Denne konstante formbarheten forklarer ifølge henne hvordan den gamle polymeren har klart å følge med på den stadig bedre ytelsen i skoene den inngår i, uten å sakke akterut.

Et kjemisk Lego født på 1980-tallet

Første overraskelse: Pebax® er ingen ny oppfinnelse. Materialet har eksistert siden 1980-tallet, lenge før superskoene eksploderte i popularitet. Karine Loyen liker å sammenligne det med et byggesett. Det er en termoplastisk polyamid, altså en plast som kan smeltes og formes på nytt i det uendelige, og strukturen kombinerer to typer molekylblokker som er satt sammen som murstein. På den ene siden stive polyamidblokker, på den andre myke polyeterblokker. Ved å variere forholdet mellom blokkene kan kjemikerne lage et materiale som er mer eller mindre mykt, mer eller mindre responsivt, uten å endre grunningrediensene.

Denne fleksibiliteten i utformingen gjorde at Pebax® først fikk fotfeste langt unna allmennhetens radar. Allerede på 2000-tallet ble materialet brukt i yttersåler til fotballsko og ikke minst i friidrettspiggsko, der det i dag finnes i over 80 prosent av modellene. To egenskaper forklarer valget: svært lav vekt og eksepsjonalt god energiretur. Når de belastes i hvert steg, omdanner de fleste materialer noe av energien til varme, og blir dermed varmere. Karine Loyen forklarer det med selve polymerens kjemiske struktur: « På grunn av den kjemiske strukturen sin sprer ikke Pebax® energien i strukturen, men returnerer den nesten i sin helhet.» Konkret betyr det at « omtrent 80 til 85 prosent av energien løperen tilfører i steget, blir returnert av materialet», nesten uten svinn på veien. Det gir en tydelig trampolineeffekt som forlenger hvert steg og til slutt forbedrer tiden per kilometer.

Fra massiv såle til skum: det virkelige vendepunktet

Det store skiftet kom mellom 2015 og 2016. Fram til da var løpesko for folk flest i hovedsak basert på EVA, et tettere og langt mindre responsivt skum, « mindre lett og heller ikke med den samme dynamikken», ifølge Pebax-spesialisten. I samtaler med de store merkene begynte en idé å ta form i Arkemas forskerteam: «Hva om vi klarte å overføre både lettheten og energireturen i Pebax®-materialet til et skum? Og om vi kunne lage et skum av Pebax®-polymer med disse egenskapene, kunne vi oppnå enda lavere vekt!» Utfordringen var betydelig: Råmaterialet var utviklet for andre bruksområder, og egenskapene måtte bevares etter skumming, gjennom en hel kjede av mellomledd fra Arkemas pellets til den ferdige sålen.

Når en skodesigner går fra TPU til Pebax®, sparer han eller hun 20 prosent vekt.

Det tok noen år før resultatet ble synlig, men da det kom, endret det spillereglene. De første skoene med dette nye skummet begynte å vinne maratonløp. Hver produsent bruker sitt eget kommersielle navn på skummet, men i de fleste tilfeller er den kjemiske basen den samme polymerfamilien. En energiretur på rundt 87 prosent blir ofte oppgitt for markedets mest effektive skum, mens klassisk EVA gjerne stopper rundt 65 prosent og et avansert TPU-skum når cirka 70 prosent. På et helt maraton kan forskjellen bety titalls minutter spart for enkelte løperprofiler.

Pebax mot EVA mot TPU: skumduellen

På papiret blir sammenligningen nesten urettferdig. Mot TPU, stjernematerialet i Adidas’ Boost, er Pebax® « 20 prosent lettere ved samme volum», presiserer Loyen. «Når en skodesigner går fra TPU til Pebax®, sparer han eller hun 20 prosent vekt.» TPU « sprer mer energi» på grunn av kjemien sin og får aldri den samme fjæreffekten. Prisen følger logisk nok etter. « Pebax® er et høytytende materiale som er komplekst å produsere», mens TPU drar nytte av mer tilgjengelig « polymerteknikk» og større produksjonskapasitet. Det forklarer prisforskjellen. Denne kompleksiteten bidrar til avstanden mellom en klassisk mengdetreningssko og et karbonplatesko for konkurranse, der startprisene på de mest avanserte modellene jevnlig overstiger 300 euro.

Mot EVA er forskjellen enda tydeligere. EVA er ikke termoplastisk. Materialet formes gjennom et trinn med irreversibel kjemisk tverrbinding, omtrent som gummi. Når sålen først er støpt, kan den ikke smeltes om. Pebax® beholder derimot sin termoplastiske natur hele veien, og åpner dermed en dør EVA aldri kan gå gjennom: materialgjenvinning i et lukket kretsløp.

Utmattelse, superskummenes akilleshæl

Det finnes likevel en bakside ved jakten på ekstrem lav vekt, og den snakker merkene nesten aldri om. Jo mer et Pebax®-skum lettes, desto mer luft og mindre materiale inneholder det, og desto mer mister det av holdbarheten over tid. Enkelte uavhengige analyser bekrefter dette i praksis: Et nytt PEBA-skum har høyere energiretur enn ny EVA, men etter 450 kilometers bruk snur forskjellen fullstendig. Den aldrende EVA-en tar igjen og passerer det slitne PEBA-skummet. I seg selv er Pebax® fortsatt et av de mest utmattelsesbestandige materialene som finnes, men det er den ekstreme skumstrukturen, valgt for å spare de siste grammene, som betaler prisen for lettheten.

« Det må ha denne energiretur og elastisiteten, men skoen må også beholde stabiliteten », oppsummerer eksperten fra Cerdato, Arkemas kompetansesenter for polyamider. Hun beskriver selv en konstant avveining mellom ekstremt lav tetthet og materialets stabilitet. Det er en balansegang de franske forskerteamene arbeider med hele tiden.

Ricin, patenter og kunstig intelligens: kulissene bak et diskret imperium

Pebax® var lenge utelukkende basert på petroleum, men har de siste årene fått en biobasert variant: Pebax® Rnew, laget av ricinusolje. Den stive delen av polymeren, en polyamid kalt Rilsan, kan produseres i en fullstendig biobasert versjon, mens den myke delen fortsatt har petrokjemisk opphav. Det ferdige produktet får dermed en andel fornybart råmateriale som varierer med forholdet mellom blokkene. Det bemerkelsesverdige er at denne mer miljøvennlige varianten beholder nøyaktig de samme mekaniske egenskapene som standardvarianten. « Ytelsen er nøyaktig den samme», understreker sjefsforskeren. «Vi ofrer ikke ytelse fordi materialet er biobasert.» Et argument merker som Mizuno eller Scarpa kan løfte fram på enkelte av modellene sine.

© Pebax® kombinerer stive polyamidblokker (grønne) og myke polyeterblokker (grå), en justerbar sammensetning som ligger bak materialets egenskaper. © Arkema

Når det gjelder resirkulering, gjør Pebax®-materialets termoplastiske egenskaper det i teorien mulig å male opp og smelte om en brukt såle til nye pellets. Det står i kontrast til EVA, som etter tverrbinding bare kan males opp og brukes til formål med lavere verdi, som matter. Arkema har kjøpt den italienske spesialisten Agiplast og utvikler nå en resirkulert Pebax®-variant med rundt 30 prosent materiale fra produksjonsavfall. Den er under godkjenning hos flere merker. On vakte for øvrig oppsikt da selskapet presenterte en nesten monomateriell sko, laget utelukkende av ricinusolje-baserte derivater og utviklet for å kunne males opp i sin helhet etter endt levetid.

Når det gjelder den følsomme konkurransesituasjonen, er Arkema selvsagt tilbakeholdne. Selskapet beskytter kunnskapen sin gjennom en bred portefølje av patenter med 20 års gyldighet. De dekker både den kjemiske sammensetningen, produksjonsprosessene og tilsetningsstoffene som stabiliserer materialet mot varme og UV-stråling. Et mindre synlig, men like strategisk forskningsområde er digital modellering. Kunstig intelligens brukes i økende grad til å forutsi den optimale skumstrukturen før arbeidet i laboratoriet begynner, i stedet for å bruke tid på kostbare prøvinger og feiling.

Fra maratoneliten til søndagsturen: Pebax skal ut til flere

Pebax® er ikke lenger forbeholdt pallplassene. Flere store merker bruker materialet, og flere treningsmodeller for folk flest har nå moderate mengder av det i mellomsålen. Hos Arkema er denne demokratiseringen et uttalt mål. Å gå fra småskala produksjon, som i en maratonsko laget i begrenset antall med mange manuelle justeringer, til industriell masseproduksjon krever en reell oppskalering. Materialet må tåle mer i foredlingsprosessene for å holde tritt med vanlige produksjonslinjer, en utfordring som nesten er like strategisk viktig som jakten på maksimal ytelse.

Likevel er det eliten som fortsatt er motoren. På bane, i fotball og i maraton gir Pebax®s tilstedeværelse i de største internasjonale konkurransene Arkema enorm merkevareverdi. Selskapet framhever gjerne sin plass i nesten alle piggskoene som brukes i OL eller VM. Slik fortsetter denne merkelige historien sesong etter sesong: En plasttype som ble oppfunnet for over 40 år siden, og som aldri dukker opp på en skoeske, har blitt uunnværlig i nesten hver eneste rekord som faller.

➜ Se maratonkalenderen