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新發現 哺乳動物天生鞋墊能減壓 更新日期:2010/03/24 18:19
（中央社記者郝雪卿台中市24日電）國立中興大學物理系助理教授紀凱容透過科學方法證實，哺乳類動物的腳底面積不必隨體重成比例增加，關鍵在於「足底脂肪墊」，她說，這項發現可做為運動鞋設計的參考。
紀凱容今天表示，被譽為「現代科學之父」的物理學大師伽利略曾提出一個全新的概念：當動物變大時，骨頭形狀必須改變，才能維持同樣的功能，否則大型動物就必須改變行動的方式，或使用更強韌的材料。
紀凱容指出，透過科學方法證實，哺乳類動物的腳底面積不必隨著體重成比例地增加，關鍵在於「足底脂肪墊」改變了材料特性。這項研究獲英國皇家學會刊載於2月出版的學術期刊「界面（Journal of the RoyalSociety, Interface），旋即受到各國科學媒體如Science Daily的矚目與報導。
紀凱容與美國杜克大學生物學系的學者合作，研究各種哺乳動物的天然鞋墊「足底脂肪墊」。紀凱容說，研究發現「足底脂肪墊」富含動物性蛋白質「膠原纖維」，除了支撐體重外，還具備協調四肢骨骼肌肉，提升運動效率的功能，因此越重的動物，足底脂肪墊就越硬。
在這項研究中，紀凱容找出47種腳跟離地的食肉目哺乳動物體重和腳面積間的相關性，發現體重增加時，腳面積並沒有成比例增加。然而越重的動物，腳底承受壓力越大。
但令人驚訝的是，大型動物的「鞋墊」並不會因此而被壓壞，因為其中的「膠原纖維」含量增加，有效地分散了壓力，同時也增加天然鞋墊的硬度和強度。這個發現證實了伽俐略所說，大型動物使用更強韌的材料，來彌補形態比例上的不足。
紀凱容說，以老虎為例，如果將500公克的輕盈小貓放大成160公斤重的壯碩大貓時，若沒有把腳放大像犀牛的大腳，肯定沒跑幾步就撐不住了。老虎之所以沒有拖著巨大笨拙的犀牛腳，能在叢林裡虎虎生風地跳躍奔馳，是因為演化巧妙地替老虎選擇了「更硬的鞋墊」。
紀凱容指出，哺乳動物終其一生只能穿著與生俱來的天然鞋墊，追趕跑跳應付自如；而人類卻得投入大量資金研發，幾十年下來才勉強做出能在提升運動效能之餘，也能減少運動傷害的鞋子。她表示，這個研究成果或可提供未來設計運動鞋以及選擇鞋墊材料上的靈感。990324
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