Κατασκευάζοντας μια ρακέτα: Η επιστήμη του τέννις

Δεδομένου ότι το Λονδίνο οδεύει για τους Ολυμπιακούς του 2012, δεν είναι μόνο οι αθλητές που ετοιμάζονται για δράση. Μηχανικοί, επίσης, εργάζονται σκληρά για την παραγωγή αθλητικού εξοπλισμού αιχμής που θα εγγυάται ρεκόρ επιδόσεων.
Αν είστε παίκτης του τένις, το πιο σημαντικό κομμάτι του εξοπλισμού σας είναι η ρακέτα σας. Κατά τις τελευταίες δεκαετίες, νέα υλικά έχουν κάνει τις ρακέτες του τένις ακόμα μεγαλύτερες, ελαφρύτερες και πιο ισχυρές. Οπότε τι είδους επιστήμη «επεμβαίνει» στο σχεδιασμό νέων ρακετών;

Μέχρι τη δεκαετία του 1960, οι ρακέτες του τένις ήταν φτιαγμένες από ξύλο. Συνήθως είχαν μια μακριά λαβή και μια μικρή, σεσχήμα «δακρύου», κεφαλή. Η κεφαλή της ρακέτας έπρεπε να είναι μικρή, επειδή μεγαλύτερα πλαίσια δεν θα ήταν αρκετά σκληρά ή ισχυρά ώστε να υποστηρίζουν την απαιτούμενη ένταση στις χορδές,προκειμένου ν’ αποφευχθεί το λύγισμα ή ακόμα και το σπάσιμο.

Στη δεκαετία του 1970, ωστόσο, ξύλινα πλαίσια αντικαταστάθηκαν από κράματα μετάλλου. Πιο δημοφιλή ήταν τα κράματα αλουμινίου,αλλά χρησιμοποιήθηκαν επίσης κάποια πλαίσια χάλυβα. Προς το τέλος της δεκαετίας, εισήχθησαν νέα, σύνθετα υλικά συνεχών ινών, αποτελούμενα από ένα συνδυασμό fiberglass (ενισχυμένο με ίνες γυαλιού πλαστικό, GFRP) και γραφίτη (ενισχυμένο με ίνες άνθρακαπλαστικό, CFRP). Οι σύγχρονες ρακέτες έχουν ως κύριο συστατικό τους το γραφίτη, αναμεμειγμένο με μια μεγάλη ποικιλία υλικών, όπως ίνες Kevlar, κεραμικές ίνες από νιτρίδιο του βορίου, ή πιο πρόσφατα, ίνες τιτανίου. Οι περισσότεροι επαγγελματίες παίκτες έχουν τουλάχιστον κάποιο CFRP στην ρακέτα τους.