Pebax, den lilla kemiska legobiten som uppfann löparskon på nytt

Titta på etiketten på vilket par tävlingsskor som helst som står hemma i hallen. Chansen är stor att en liten, diskret logotyp finns där, nästan osynlig bland de stora varumärkenas marknadsföring. Pebax®. Ett ord som låter mer som en kodbeteckning än ett säljargument, och ändå. Från Kipchoge till spikskorna som krossade världsrekorden på 400 meter häck i Tokyo, via merparten av alla marathonpoddar sedan 2016, har det franska skummet letat sig in under fötterna på nästan alla som räknas inom den globala friidrotten.

Arkema, företaget bakom Pebax®, säljer bara granulat. Inga sulor, ingen logotyp på en skokartong, bara råmaterial som först går till förädlare och därefter till varumärkena, som formar det efter sina egna recept. För att förstå varför detta nästan anonyma material har blivit löpningens tysta stjärna beger vi oss till Arkemas forskningscenter i Normandie. Där leder Karine Loyen företagets globala team för produktens forskning och utveckling. Hon är utbildad kemist och började inom grundforskning innan hon gick över till utvecklingssidan, där uppgiften är att hitta nya användningsområden för företagets produkter. Sporten har blivit en av de viktigaste spelplanerna för hennes team.

Hennes sätt att sammanfatta materialets 45-åriga historia bygger på en bild som ständigt återkommer: en byggsats. Pebax®, som skapades på 1980-talet, har « redan uppnått pensionsålder», medger hon, men är fortfarande « som Lego, som hela tiden förändras och anpassas till innovationer och varumärkenas önskemål.» Den ständiga formbarheten förklarar enligt henne hur denna gamla polymer har kunnat följa med i utvecklingen mot allt bättre skor utan att halka efter.

En kemisk Lego-byggsats från 1980-talet

Den första överraskningen är att Pebax® inte alls är någon ny uppfinning. Materialet har funnits sedan 1980-talet, långt före superdojornas genombrott. Karine Loyen jämför det gärna med en byggsats. Det är en termoplastisk polyamid, alltså en plast som kan smältas och formas om hur många gånger som helst, och strukturen kombinerar två typer av molekylära block som fogas samman som byggklossar. Å ena sidan styva polyamidblock, å andra sidan mjuka polyeterblock. Genom att variera proportionerna får kemisterna fram ett material som är mer eller mindre mjukt och mer eller mindre dynamiskt, utan att behöva byta ut grundingredienserna.

Denna konstruktionsfrihet gjorde att Pebax® först etablerade sig långt från den breda allmänhetens radar. Redan på 2000-talet användes det i yttersulor på fotbollsskor och framför allt i friidrottsspikar, där materialet i dag finns i över 80 procent av modellerna. Två egenskaper förklarar valet: anmärkningsvärd låg vikt och en exceptionell energiåtergivning. När de flesta material belastas i varje steg omvandlas en del av energin till värme, vilket gör att de blir varma. Karine Loyen förklarar det med själva polymerens kemiska struktur: « på grund av sin kemiska struktur förlorar Pebax® inte energin i strukturen, utan återför den nästan helt.» Konkret innebär det att « ungefär 80 till 85 procent av energin som löparen tillför i steget återges av materialet», nästan utan förluster på vägen. Effekten blir som en studs som förlänger varje steg och i slutändan förbättrar tiden per kilometer.

Från massiv sula till skum, den verkliga vändpunkten

Det stora skiftet kom mellan 2015 och 2016. Fram till dess byggde löparskor för den breda marknaden huvudsakligen på EVA, ett tätare och betydligt mindre reaktionssnabbt skum, « som är mindre lätt och inte heller har samma dynamik», enligt Pebax-specialisten. I samtal med de stora varumärkena växte idén fram hos Arkemas forskare: «Tänk om vi kunde överföra både Pebax®-materialets låga vikt och energiåtergivning till ett skum? Om vi kunde tillverka ett skum av Pebax®-polymer med de egenskaperna skulle vi kunna nå ännu lägre vikter!» Utmaningen var betydande: att omvandla ett råmaterial som utvecklats för andra användningsområden utan att det förlorade sina egenskaper när det skummades, med en hel kedja av mellanhänder mellan Arkemas granulat och den färdiga sulan.

När en skodesigner går från TPU till Pebax® sparar hen 20 procent i vikt.

Det tog några år innan resultatet blev synligt, men när det väl kom förändrade det spelplanen. De första skorna med de nya skummen började vinna marathonlopp. Varje tillverkare ger sitt skum ett eget kommersiellt namn, men i de flesta fall bygger det på samma polymerfamilj. En energiåtergivning på omkring 87 procent nämns regelbundet för marknadens mest högpresterande skum, medan klassisk EVA oftare ligger runt 65 procent och ett avancerat TPU-skum når cirka 70 procent. Över ett helt marathon kan en sådan skillnad innebära tiotals sparade minuter för vissa löparprofiler.

Pebax mot EVA och TPU, skummens match

På pappret är jämförelsen nästan orättvis. Jämfört med TPU, materialet som gjort sig känt genom Adidas Boost, har Pebax® en densitet som är « 20 procent lägre vid samma volym, förklarar Loyen. «När en skodesigner går från TPU till Pebax® sparar hen 20 procent i vikt.» TPU « förlorar mer energi» på grund av sin kemi och får aldrig samma fjädereffekt. Priset följer logiskt därefter. «Pebax® är ett kemiskt avancerat och komplicerat material att tillverka», medan TPU drar nytta av en mer tillgänglig « polymerteknik» och större produktionskapacitet, vilket förklarar prisskillnaden. Det är denna komplexitet som ligger bakom gapet mellan en vanlig träningssko och ett tävlingspar med kolfiberplatta, där instegspriserna för de mest avancerade modellerna numera regelbundet överstiger 300 euro.

Jämfört med EVA blir skillnaden ännu tydligare. EVA är inte termoplastiskt; materialet formas genom ett irreversibelt kemiskt tvärbindningssteg, ungefär som gummi. När sulan väl är gjuten går den inte att smälta om. Pebax® behåller däremot sina termoplastiska egenskaper hela vägen, vilket öppnar en dörr som EVA aldrig kan passera: återvinning i ett slutet kretslopp.

Tröttheten, supermaterialens akilleshäl

Men jakten på extrem låg vikt har en baksida som varumärkena nästan aldrig talar om. Ju mer ett Pebax®-skum lättas upp, desto mer luft och mindre material innehåller det, och desto sämre blir hållbarheten över tid. Flera oberoende analyser bekräftar det i praktiken. Ett nytt PEBA-skum ger bättre energiåtergivning än ny EVA, men efter 450 kilometers slitage vänds skillnaden helt: den åldrande EVA:n kommer ikapp och går om det trötta PEBA-skummet. Pebax® som material är i grunden fortfarande ett av de mest utmattningsbeständiga som finns, men det är den extrema skumstrukturen, framtagen för att kapa de sista grammen, som får betala priset för lågvikten.

« Man behöver energiåtergivningen och elasticiteten, men skon måste också behålla sin stabilitet», sammanfattar experten från Cerdato, Arkemas kompetenscenter för polyamider. Hon beskriver själv en ständig kompromiss mellan extremt låg densitet och materialets stabilitet. Det är en verklig balansakt som de franska forskarteamet arbetar med utan uppehåll.

Ricin, patent och artificiell intelligens bakom ett diskret imperium

Pebax® var länge helt petroleumbaserat, men har på senare år fått en biobaserad variant: Pebax® Rnew, som tillverkas av ricinolja. Polymerens styva del, en polyamid kallad Rilsan, kan produceras helt biobaserat, medan den mjuka delen fortfarande har petrokemiskt ursprung. Den färdiga produkten får därför en andel förnybart material som beror på proportionerna mellan de olika blocken. Anmärkningsvärt nog har den ekologiska varianten exakt samma mekaniska prestanda som standardversionen. «Prestandan är exakt densamma», understryker forskningschefen. «Man offrar inte prestanda för att materialet är biobaserat.» Ett argument som varumärken som Mizuno och Scarpa skulle kunna lyfta fram i vissa av sina modeller.

© Pebax® kombinerar styva polyamidblock (gröna) med mjuka polyeterblock (grå), en modulär sammansättning som ligger bakom materialets egenskaper. © Arkema

När det gäller återvinning gör Pebax® termoplastiska egenskaper det i teorin möjligt att mala ner och smälta om en uttjänt sula till nytt granulat. Det skiljer materialet från EVA, som efter tvärbindningen bara kan malas ner och användas i mindre värdefulla produkter, som mattor. Arkema har köpt det specialiserade italienska dotterbolaget Agiplast och utvecklar nu ett återvunnet Pebax® med omkring 30 procent material från produktionsspill. Produkten genomgår för närvarande godkännande hos flera varumärken. On väckte uppmärksamhet när företaget presenterade en sko tillverkad nästan helt i ett enda material, helt baserad på ricinoljederivat och utformad för att kunna malas ner i sin helhet när den tjänat ut.

När det gäller den känsliga konkurrensfrågan är Arkema förstås försiktiga. Företaget skyddar sitt kunnande genom en omfattande patentportfölj med 20 års giltighet. Patenten täcker såväl den kemiska sammansättningen som tillverkningsprocesserna och tillsatserna som stabiliserar materialet mot värme och UV-strålning. Ett mindre synligt men lika strategiskt forskningsområde är numera digital modellering. Artificiell intelligens används i allt högre grad för att förutse den optimala skumstrukturen innan materialet ens når laboratoriet, i stället för att lägga tid på kostsamma försök och misstag.

Från elitens marathon till söndagsjoggen, Pebax ska ut till alla

Pebax® är inte längre reserverat för prispallen. Flera stora varumärken använder materialet, och flera träningsmodeller för den breda marknaden innehåller numera väl avvägda mängder. Hos Arkema är den demokratiseringen tydligt medveten. Att gå från hantverksmässig produktion, som i ett marathonpar tillverkat i liten serie med många manuella justeringar, till industriell massproduktion kräver en verklig uppskalning. Materialet måste bli mer robust i förädlingsprocesserna för att klara tempot i vanliga produktionslinjer, ett arbete som nästan är lika strategiskt som jakten på ren prestanda.

Ändå är eliten fortfarande navet. På löparbanan, i fotbollen och i marathon fortsätter Pebax® närvaro i de största internationella tävlingarna att vara en enorm imagefråga för Arkema. Företaget framhåller gärna sin plats i nästan alla spikskor som används vid OS och VM. Säsong efter säsong göder det den märkliga historien om en plast som uppfanns för över 40 år sedan och som, utan att någonsin synas på en skokartong, har blivit oumbärlig vid varje nytt rekord.

➜ Upptäck marathonkalendern