Materiaalkunde maakt de tennisser

Materiaalkunde maakt de tennisser

Voor zij die er nog aan twijfelen: het tennisseizoen is volop bezig. Wimbledon is nog maar net achter de rug of de US Open staat voor de deur. Van 31 augustus tot 13 september strijden de beste spelers ter wereld om de fel begeerde beker. Daarvoor trainen ze uren op en rond de tennisvelden. Talent en doorzettingsvermogen heeft er veel mee te maken, maar geen enkele tennisser is iets zonder een grondige kennis van zijn materiaal.

Van tennisballen tot de ondergrond: een spelletje tennis is één grote verzameling van materiaalkundige hoogstandjes.

300 miljoen tennisballen

Tennisballen zijn big business. Elk jaar worden er maar liefst 300 miljoen tennisballen geproduceerd. Op Wimbledon 2010 hebben ballentellers eens bijgehouden hoeveel ballen de spelers tijdens het volledige tornooi gebruikten. Dat waren er 54250.

Moderne tennisballen bestaan uit twee halve stukken rubber die tegen elkaar worden ‘gesmolten’. Omdat rubber in Azië van nature veel voorkomt, worden bijna negen van de tien ballen daar gemaakt.

Om er voor te zorgen dat een tennisbal goed botst, is hij hol en wordt er binnenin een druk aangelegd van 2 atmosfeer (dat is ongeveer evenveel druk als je voelt als je tien meter onder water zwemt). Omdat die druk binnenin langzaam afneemt terwijl je met de bal speelt, gaat die steeds minder goed botsen. Daarom zie je spelers de bal altijd even op de grond botsen voordat ze hem opslaan. Dat is om te testen of de bal nog voldoende veerkracht heeft, al heeft bijgeloof en routine er zeker ook wat mee te maken.

En het gele fluffy spul dat op de bal zit? Dat is vilt en het is ineens ook het duurste onderdeel van de bal. Het spul (dat ook wel Fuzz wordt genoemd) heeft een invloed op hoe de bal vliegt en hoeveel luchtweerstand die krijgt. Waarom is het geel? Uit onderzoek blijkt dat geel-groen de op één na beste kleur is om in alle omstandigheden te kunnen zien. De béste kleur voor een tennisbal - fel oranje - is slecht te zien door televisiecamera’s en werd daarom afgekeurd.

Ingewanden als snaar

In een tennisracket zit ongeveer 11 meter aan snaren. De soort snaren die je gebruikt heeft een grote invloed op het spel: ze bepalen bijvoorbeeld hoeveel spin je aan de bal kan geven of hoe hard de bal van je racket terugkaatst. Er bestaan zoveel soorten snaarmaterialen dat we ze niet allemaal kunnen opsommen.

Maar laat ons eens een kijkje naar de snaren die Roger Federer gebruikt: hij tennist tegenwoordig met een combinatie van natuurlijke darmen en kunststof. Ja, dat las je goed: darmen. Van een koe.

Hij gebruikt daarvoor niet de hele darm natuurlijk, enkel het vliesje dat rond de darmen ligt. Dat lijkt misschien raar, maar het wordt al gedaan sinds 1800 en veel tennissers spelen er nog steeds mee. Federer gebruikt het natuurlijke ‘Wilson Natural Gut’ voor zijn lengte snaren en het synthetische Luxilon Alu Power Rough voor zijn breedte snaren. Die laatste zijn  gemaakt door een Belgisch bedrijf en zijn een nylon copolymeer: een soort kunststof.

 

De samengestelde racket

Professionele tennisrackets worden meestal gemaakt van composieten. Dat zijn erg stevige en toch lichte materialen. Een van die composieten is wat we in de volksmond ‘carbon’ noemen en naast tennisrackets worden daar ook wel (dure) fietsen van gemaakt.

Carbon bestaat uit een kunststofstructuur zoals bijvoorbeeld epoxy en een versterkende vezel, in dit geval een koolstofvezel. Die worden samen gemixt om een sterk, maar toch licht en buigzaam materiaal te maken.

De ondergrond

En dan komt het uiteindelijk allemaal neer op de grond. Tennissers spelen op allerlei soorten ondergrond, maar in de US Open spelen ze op hardcourt. Dat is een harde ondergrond die meer overeenkomsten heeft met de turnzaal van je middelbare school dan met een grasveld.

De ondergrond voor de US Open is ‘Decoturf’, ontworpen door een Amerikaans bedrijf. Het speelveld wordt aangelegd op een stevige betonnen of asfalt ondergrond. Op die ondergrond worden verschillende laagjes rubber, silicaat en polymethylmethacylaat gelegd.

Kijk hieronder maar eens naar de verschillende laagjes die er allemaal samen voor zorgen dat de bal net juist botst en voldoende veerkracht heeft :

  1. Onderlaag
  2. Zware rubber laag
  3. Fijne rubber laag
  4. Textuur laag
  5. Afwerking
  6. Lijnen

Niet zomaar een spelletje

Als je dus de volgende keer nog eens naar een tenniswedstrijd kijkt, bedenk je dan dat er veel meer bij komt kijken dan een balletje en voldoende kracht in de armen. 

Over elk stukje materiaal hebben materiaalonderzoekers nagedacht zodat de spelers het meeste uit hun tornooi kunnen halen. Die wetenschappers staan misschien niet op het speelterrein, maar zonder hen zou tennis een heel andere sport zijn.

Reageer

Fijn dat je van je laat horen!

Wil je werken in de chemie en de life sciences?