美国肥胖症流行的一个副作用很少被提及：女性的胸部扩张速度几乎与腹部一样快。不良的饮食习惯，以及隆胸和避孕药中的雌激素，导致过去15年里美国普通女性的胸罩尺码增加了不止一个——从34B到36C。对许多女性来说，这是一个沉重的趋势。一对D罩杯的乳房重量可能从几磅到20磅不等。乳房越大，移动越多，不适感就越大。在一项研究中，56%的女性在慢跑时出现乳房疼痛。
“女性会因为乳房而限制自己锻炼，”澳大利亚卧龙岗大学的运动物理治疗师和生物力学研究生Deirdre McGhee说。“她们实际上是在剥夺自己。”她们锻炼得越少，就可能越肥胖和丰满。
对大多数女性来说，一个好的胸罩仍然是最好的补救方法。根据美国服装和鞋类协会的数据，2001年美国售出了近5亿个胸罩；去年，销售额超过50亿美元。随着乳房的增长，客户的需求、胸罩设计的科学复杂性和胸罩制造商之间的竞争也随之增长。McGhee说：“女性喜欢她们的胸罩性感、舒适和有支撑力。”“要获得所有这些是很罕见的。”然而，经过近一个世纪的实验，完美的胸罩可能就在眼前。
胸罩设计师一开始就面临着一个重大障碍：乳房的结构仍然是个谜。进化生物学家不确定乳房为何如此进化——黑猩猩和其他哺乳动物只有在哺乳时才会发育乳房——没有人知道是什么阻止它们下垂。单个乳房由15到20个部分组成，称为乳叶。这些乳叶由更小的乳小叶组成，末端是产生乳汁的乳泡，并通过导管网络相互连接。但乳房不含任何肌肉，乳泡和导管在所有女性中基本相同。大小主要由乳房所含脂肪量决定。大多数解剖学家认为乳房的主要支撑方式是交织在乳小叶之间的库珀韧带。但也有人认为皮肤的作用更大。
为了最好地支撑乳房，设计师必须了解它们的运动方式。为此，McGhee在澳大利亚的团队，由生物力学家Julie Steele领导，用发光二极管标记女性，并让她们在跑步机上跑步。（女性在穿和不穿胸罩的情况下跑步，因此实验室的门是锁着的，以防止未经邀请的人闯入。）计算机系统通过跟踪移动的光线，以三维方式跟踪乳房的运动。Steele说：“我们实际上可以准确地计算出它们的位置，它们如何移动，以及这种运动如何受到胸罩的影响。”Steele发现，乳房以正弦模式移动，而且移动幅度很大。小乳房在慢跑时可以垂直移动超过三英寸，大乳房有时会完全脱离胸罩。Steele说：“我们有女性的视频，特别是当罩杯太低时，乳房会完全溢出到顶部。”
乳房越大，移动越多，产生的动量就越大。要改变或停止这种动量需要很大的力，通常通过胸罩肩带施加。当肩带很细时，通过它们施加的压力可能非常大，以至于在大胸女性的肩膀上留下凹痕。当肩带深入臂丛神经（延伸到手臂的神经群）时，可能会导致小指麻木。在某些情况下，乳房撞击胸部的力量足以导致锁骨骨折。
“力等于质量乘以加速度，”Steele说。“这是牛顿第二定律。你有一个很大的质量，它移动得很快，力就会很大。如果你的乳房下垂撞击胸部，然后又不得不回弹，它们会加速得非常快。”没有人真正知道“过度乳房弹跳”（Steele称之为）的长期医疗后果。但它会导致疼痛，而且是乳房下垂最可能的原因。
有两种方法可以防止乳房移动：包裹和压缩。包裹式胸罩看起来像我们奶奶穿的老式胸罩，有大的模压罩杯，完全包裹乳房。压缩式胸罩更受欢迎，但舒适度较低：它们将乳房压在身体上，从而减少胸罩需要悬臂的重量。
自19世纪以来，当女性使用鲸骨加固的紧身胸衣来支撑乳房时，胸罩设计师就尝试了无数的结构和材料。“制作胸罩就像建造一座桥梁，”Maidenform设计、营销、研发高级副总裁Manette Scheininger说。“你有需要支撑的重量。你必须得到全方位的支撑。”Scheininger说，大乳房会增加挑战。“而且不仅仅是一点点。挑战会急剧增加。”
第一款运动胸罩诞生于1977年，当时两位美国女性拿了一对运动内裤，剪开并重新缝合。她们将自己的发明命名为Jogbra。此后，其他胸罩设计使用了凝胶和水垫、冷却皮肤并消除细菌生长和体味的银纤维，以及佩戴者可以充气以增强乳房外观的气囊。去年夏天，领先制造商华歌尔推出了一款几乎无缝的胸罩。华歌尔设计师Linda Hyde说，这款胸罩同时进行模压、压缩和塑形——“有点像汽车挡泥板”。由于圆筒形袜机，其他胸罩现在可以以圆形图案编织，具有不同的弹性和支撑量。
Steele的团队正在将面料技术向前推进一步。六年前，她的实验室与卧龙岗大学智能聚合物研究所合作，开始研发世界上第一款智能胸罩。它利用智能材料和电子纺织品来感知乳房运动何时增加，并相应地收紧胸罩的适当部位。Steele说：“当你坐在办公室里时，它不会受到限制。”“但如果你需要跑步赶公交车或其他什么，它会感应到你开始跑步，并为你提供运动胸罩的支撑。”Steele的实验室已与英国主要零售商玛莎百货合作，进一步开发该项目。
与此同时，McGhee和Steele的目标超越了对胸罩肩带和面料的修修补补。他们正在利用Steele在乳房生物力学方面的广泛研究，探索一种全新的胸罩设计方式。从20世纪70年代开始，足病医生和生物力学家彻底重新设计了跑鞋，使其更轻、更稳定。Steele和McGhee希望实现类似的范式转变，并解决支撑力最强的胸罩的问题：它们也被评为最不舒适的。“我们不是在测试产品，而是在测试一个概念，”Steele说。“我们现在试图引入的是一个不会是噱头的想法——理解结构、功能和运动，并将它们与科学基础结合在一起。”
Steele和McGhee不愿透露任何细节，生怕泄露给竞争对手的设计师——“这真是一场肮脏的游戏，”McGhee说。但初步试验正在进行中，同时他们正在争取知识产权。鉴于目前超过30%的美国女性佩戴D罩杯及以上，如果他们成功，该团队应该不难找到商业合作伙伴。在胸罩方面，通常的锻炼规则是相反的：没有痛苦，收获巨大。
