چمن مصنوعی

تاریخچه

تحقیقاتی که اولین بار منجر به تولید چمن مصنوعی با اهداف ورزشی شد به سال ۱۹۶۰ در مرکز تحقیقاتی فلوریدا، کارولینای شمالی و آلاباما در آمریکا بازمی‌گردد. اولین زمین چمن مصنوعی آزمایشی در سال ۱۹۶۴ در مدرسه‌ای در ردآیلند مورد بهره‌برداری قرار گرفت، پس از المپیک مونترال موضوع استفاده از چمن مصنوعی به صورت گسترده‌ای مورد استقبال جوامع ورزشی و تولیدکنندگان تجهیزات ورزشی قرارگرفت و بدین ترتیب ایالات متحده آمریکا و بعد از آن کشورهای اروپایی پیشگام در پیدایش و رشد فن آوری چمن مصنوعی در جهان شدند. در این رابطه اولین چمن مصنوعی اروپا در سال ۱۹۸۲ تولید و در هلند نصب شد و اکنون بسیاری از ورزشگاه‌های دنیا شاهد انجام بازی‌های متنوع بر روی چمن مصنوعی هستند که تنها در قاره اروپا تا سال ۱۹۹۹ بیش از ۸۵ میلیون متر مربع از فضاهای ورزشی این قاره اعم از فوتبال، هاکی، تنیس، گلف و… زیر پوشش چمن مصنوعی… قرارگرفته‌اند.
در دهه ۱۹۶۰ بعد از ساخت استادیوم ورزشی بیسبال هوستون بود که عدم امکان رشد و بقاء چمن طبیعی در زمین چمن مصنوعی ساخته شده از نخ صد درصد نایلونی بود.
در دهه ۱۹۷۰، یک شرکت آلمانی به پیروی از شرکت آمریکا یی با تولید چمن مصنوعی ساخته شده از جنس پلی پروپیلن با مقاومتی کمتر از نایلون برای کاهش احتمال صدمات ناشی از خراشیدگی، اقدام نمود.
هر دو محصول بدون لایه انعطاف‌پذیر ساخته شده بودند و بعداً همواره این لایه به آن منظم گردید. به این دو نوع اصطلاحاً نسل اول چمن مصنوعی اطلاق می‌شود و مشخصه آن‌ها نداشتن هیچگونه ماده پرکننده‌ای بود.
نسل دوم در پایان همان دهه به وسیله یک شرکت کانادائی با استفاده از مواد پلی پروپیلن به این شکل ابداع شد که نخها ی رشته رشته، با دوبرابر پایل قبلی و با استیچی (فاصله ککها) بیشتر بکار گرفته شد.
این چمن با شن دانه گرد پر شده‌است در حقیقت محصول مرکب است گودال شن ماسه‌ای که از نخهای مصنوعی پر شده‌است، که وظیفه شان نگهداری شن در جای خود و جلوگیری از حرکت زیاد آن‌ها به اطراف است. این محصول جدید باعث انقلابی در صنعت مصنوعی شد که به دلیل استفاده از نخ کمتر باعث افت قیمتی به میزان ۵۰٪ گردید.

چمن‌های مصنوعی در زمین‌های فوتبال

فوتبال ورزشی است که در آن بازیکنان تماس‌های فیزیکی زیادی با سطح زمین دارند و تکل زدن و سُر خوردن از جمله حرکات اجتناب ناپذیر در این ورزش می‌باشد. در بررسی ویژگی‌های مورد نظر برای یک چمن مصنوعی، علاوه بر عکس‌العمل میان سطح و توپ، برهم کنش میان بازیکن و سطح، سایش پوست بازیکن و نیز دوام چمن مصنوعی معیارهای تعیین‌کننده‌ای هستند.
چمن‌های مصنوعی که در ابتدا ساخته شده بودند، به دلیل دارا بودن اتصالات ضعیف و سایش و اصطکاک زیاد نخ‌ها، برای استفاده در این ورزش کاملاً مناسب نبودند و بازیکنان مجبور می‌شدند در مواقع استفاده از زمین‌های دارای چمن مصنوعی، از پیراهن آستین بلند و شلوار استفاده کنند تا از رسیدن آسیب به پوست خود جلوگیری نمایند. اما امروزه با پیشرفت‌هایی که در تولید چمن‌های مصنوعی حاصل شده‌است، استفاده از آن‌ها در زمین‌های فوتبال افزایش یافته و به جای چمن‌های طبیعی از فیلامنت‌های مصنوعی همچون پلی پروپیلن، پلی اتیلن و پلی آمید استفاده می‌شود که در واقع این فیلامنت‌ها خاب‌های چمن مصنوعی را تشکیل می‌دهند. خاب این چمن‌ها مانند چمن‌های طبیعی در زمین ریشه دار نیستند، بلکه در یکپارچه زمینه جاسازی شده‌اند. بدین صورت که در طول عملیات تافتینگ، فیلامنت‌ها به فرم لوپ (حلقه) در پارچه قرار داده می‌شوند و در مرحله بعد برش می‌خورند. برای جلوگیری از لغزیدن فیلامنت‌ها، پشت این لایه را با ماده مخصوصی پوشش می‌دهند.
در سال ۲۰۰۵ که فدراسیون فوتبال اروپا (UEFA) و فدراسیون بین‌المللی فوتبال (FIFA) استفاده از جدیدترین نسل چمن‌های مصنوعی را مجاز نمودند، چمن مصنوعی رسماً به دنیای فوتبال وارد شد. قبل از آن بررسی‌های زیادی در زمینه تدوین استانداردهای کیفی برای چمن‌های مصنوعی، خواص فیزیکی مربوط به اتصالات، اصطکاک، غلتیدن و انعکاس توپ در آنها، احتمال ایجاد آسیب توسط آن‌ها برای بازیکنان و همچنین مسائل اقتصادی مربوطه انجام شده بود. یکی از نتایج این بررسی‌ها این بود که استفاده از چمن‌های مصنوعی محدودیت زمانی نداشته و مستقل از شرایط آب و هوایی است. در حالی که عمر مفید یک زمین چمن طبیعی کوتاه (به اندازه ۶۰۰ ساعت بازی فوتبال) است.
یکی دیگر از دلایل رشد استفاده از چمن‌های مصنوعی، معماری مدرن استادیوم‌های ورزشی است. از آنجا که اکثر استادیوم‌های جدید کاملاً سقف دار هستند، چمن‌های طبیعی نمی‌توانند در آن‌ها هوا و نور کافی دریافت کنند.

نسل سوم چمن‌های مصنوعی

امروزه در زمینه سیستم‌های تولید، نوع نخ و لایه‌های زیرین این کفپوش‌ها پیشرفت‌های قابل توجهی حاصل شده‌است. چمن‌های مصنوعی اولیه دارای خاب‌های کوتاهی بودند و به منظور ایجاد یک سطح محکم و فرش مانند، با تراکم بالایی تولید می‌شدند. از چمن‌های نسل اول هنوز هم در زمین‌های هاکی و در چمن کاری چشم‌اندازها استفاده می‌شود. از جمله معایب این نوع چمن‌ها می‌توان به لغزش زیاد و خواص سایشی نامناسب آن‌ها اشاره کرد که هر دوی این عوامل موجب افزایش احتمال وارد آمدن آسیب به بازیکنان فوتبال می‌شد.
نسل کنونی چمن‌های مصنوعی (نسل سوم) دارای خاب‌های بلندی هستند. ماده پرکننده در آن‌ها ترکیبی از شن‌های سیلیسی و گرانول (ذرات لاستیکی) است که هرگز فشرده نمی‌شوند. انواع جدید نخ از جمله نخ‌های تشکیل شده از چندین مونوفیلامنت به همراه سیستم‌های لایه‌گذاری پیشرفته، ویژگی‌های بهینه‌ای به این چمن‌ها می‌دهد. ضریب اصطکاک پایین، اتصالات مناسب و خواص مربوط به انعکاس توپ در آن‌ها با چمن‌های طبیعی برابری می‌کند و اینها همه سبب شده‌اند که امروزه از چمن‌های مصنوعی به عنوان یک پوشش مطلوب در زمین‌های فوتبال استفاده شود. در حال حاضر استادیوم‌های بزرگی در سالزبرگ، اتریش و برن (در سوئیس) با چمن‌های مصنوعی مجهز شده‌اند.

چمن‌های مصنوعی با خاب کوتاه

از چمن‌های مصنوعی با خاب کوتاه در زمین‌های مخصوص ورزش‌هایی چون هاکی، تنیس، کریکت، بیس بال، گلف و… که در آن‌ها بازیکن تماس مستقیم با سطح زمین ندارد، استفاده می‌شود؛ بنابراین در این چمن‌ها اهمیت مسئله سایش به اندازه چمن‌های مورد استفاده در زمین فوتبال آن قدر زیاد نیست، اما در عوض ویژگی‌های مربوط به انعکاس توپ و یکنواختی سطح از اهمیت بیشتری برخوردارند.
اخیراً فدراسیون بین‌المللی هاکی (FIH)، زمین‌های دارای چمن‌های مصنوعی را تنها سطوح مورد تأیید برای مسابقات هاکی اعلام نموده‌است. چمن‌های مصنوعی مورد مصرف در ورزش هاکی را می‌توان بدون استفاده از پرکننده‌های شنی سیلیکونی نیز تولید کرد. امروزه این گونه چمن‌ها به جای پلی آمید اغلب از نخ‌های خام یا تکسچره شده PE و PP و بسیار شبیه چمن‌های مصنوعی با خاب بلند ساخته می‌شوند.
ورزشگاه امام رضا شهر مشهد اولین ورزشگاه فوتبال در سطح کشور ایران خواهد بود که در آن چمن مصنوعی مورد تأیید فیفا کار می‌شود.