مسیر تکامل دوچرخه‌های فعلی ما بیشتر و بیشتر تکنولوژیکی شده است و حتی می‌توان گفت که نمونه اولیه دوچرخه‌های آینده است. به عنوان مثال، اکنون می‌توان از بلوتوث برای کنترل بی‌سیم بلند کردن صندلی استفاده کرد. بسیاری از قطعات غیر الکترونیکی نیز طرح‌های پیچیده و ظاهری فانتزی‌تر دارند. از نظر قطعات غیر الکترونیکی، فناوری و مهارت ما در حال پیشرفت بوده است. به عنوان مثال، کف کفش‌های قفل ما قبلاً از لاستیک به عنوان ماده اصلی ساخته می‌شد، اما اکنون بیشتر کف کفش‌های قفل از فیبر کربن یا فیبر شیشه به عنوان بدنه اصلی استفاده می‌کنند. ساخته شده از مواد با کیفیت بالا که می‌تواند سختی کف را تا حد زیادی افزایش دهد، به طوری که انتقال نیروی عالی داشته باشد و راندمان انتقال را تا حد زیادی بهبود بخشد. اما یک بخش وجود دارد که با وجود تلاش‌های بسیاری از مهندسان، هنوز نمی‌تواند جایگاه خود را متزلزل کند: نوک سینه پره‌دار.

   البته، برخی از برندهای چرخ، نیپل‌های سفارشی منحصر به فردی دارند که برای چرخ‌هایشان مناسب‌تر است. اکثر نیپل‌ها در کارخانه چسب پیچ به رزوه‌های پره‌ها زده می‌شوند که می‌تواند به طور موثری از شل شدن پره‌ها به دلیل لرزش در حین استفاده از دوچرخه جلوگیری کند، اما ماده اصلی تشکیل دهنده این نیپل‌ها آلومینیوم یا برنج است.

بیش از پنجاه سال است که برنج ماده اصلی ساخت نوک سینه‌های پره‌دار بوده است. در واقع، برنج ماده‌ای بسیار رایج در اطراف ماست. به عنوان مثال، بیشتر مواد ابزارهایی مانند دستگیره در و زاویه‌یاب‌های دریایی از برنج ساخته شده‌اند.

پس چرا نمی‌توان نوک سینه‌ها را مانند پره‌ها از فولاد ضد زنگ ساخت؟ و تقریباً هیچ قطعه‌ای در دوچرخه‌های ما از برنج به عنوان ماده ساخته نشده است. برنج چه جادویی دارد که نوک سینه‌های پره از آن ساخته می‌شوند؟ برنج در واقع آلیاژ مس است که عمدتاً از مس و نیکل تشکیل شده است. این آلیاژ استحکام بالا، انعطاف‌پذیری خوبی دارد و می‌تواند محیط‌های سرد و گرم را به خوبی تحمل کند. با این حال، جنس نوک سینه پره ۱۰۰٪ برنج خالص نیست، یک لایه اکسید سفید یا سیاه روی سطح آن وجود خواهد داشت، البته پس از ساییده شدن پوشش سطحی، رنگ واقعی برنج آشکار می‌شود.

برنج به طور طبیعی ماده‌ای نرم‌تر از فولاد ضد زنگ است، بنابراین وقتی باری روی آن قرار می‌گیرد، امکان کشش بیشتری را فراهم می‌کند. وقتی یک پره چرخ در حال کار است، همیشه در درجات مختلفی از کشش قرار دارد. چه در حال دوچرخه‌سواری باشید و چه در حال ساخت چرخ، پیچ و مهره‌ها به دلیل کمی اعوجاج در رزوه‌ها هنگام سفت شدن، در کنار هم نگه داشته می‌شوند. نیروی پس‌زنی ماده در برابر این تغییر شکل، دلیل سفت ماندن پیچ‌ها و نیاز به واشرهای قفل دو تکه است. به خصوص هنگامی که پره‌ها تحت سطوح تنش غیرقابل پیش‌بینی هستند، انحراف اضافی ایجاد شده توسط برنج، اصطکاک را کمی تثبیت می‌کند.

علاوه بر این، برنج یک روان‌کننده طبیعی است. اگر پره‌ها و نوک سینه‌ها از جنس استیل ضد زنگ باشند، احتمال زیادی وجود دارد که مشکلات سایشی ایجاد شود. سایش به این معنی است که مقدار مشخصی از یک ماده خراشیده شده و به ماده دیگری متصل می‌شود و یک دهانه کوچک در ماده اصلی و یک برآمدگی کوچک در ماده دیگر باقی می‌گذارد. این شبیه به اثر جوشکاری اصطکاکی است، جایی که نیروهای شدید با حرکت کشویی یا چرخشی بین دو سطح ترکیب می‌شوند و باعث اتصال آنها می‌شوند.

وقتی صحبت از اتصال می‌شود، برنج و فولاد مواد متفاوتی هستند که اگر می‌خواهید از خوردگی جلوگیری کنید، باید از آنها اجتناب کنید. اما همه مواد کیفیت یکسانی ندارند و قرار دادن دو فلز مختلف در کنار هم، احتمال "خوردگی گالوانیکی" را افزایش می‌دهد، که منظور ما از خوردگی در هنگام کنار هم قرار دادن فلزات غیر مشابه است، بسته به "آند" هر ماده. هرچه شاخص‌های آندی دو فلز مشابه‌تر باشد، نگهداری آنها در کنار هم ایمن‌تر است. و هوشمندانه، تفاوت شاخص آندی بین برنج و فولاد بسیار کمتر است. شاخص آندی موادی مانند آلومینیوم کاملاً متفاوت از فولاد است، بنابراین برای نوک پره‌های فولادی ضد زنگ مناسب نیست. البته، برخی از دوچرخه‌سواران کنجکاو خواهند بود، اگر برخی از تولیدکنندگان از پره‌های آلیاژ آلومینیوم با نوک پره‌های آلیاژ آلومینیوم استفاده کنند، چه می‌شود؟ البته، این مشکلی نیست. به عنوان مثال، مجموعه چرخ‌های Fulcrum R0 از پره‌های آلیاژ آلومینیوم و نوک پره‌های آلیاژ آلومینیوم برای مقاومت بهتر در برابر خوردگی و وزن سبک‌تر استفاده می‌کند.

بعد از صحبت در مورد فولاد ضد زنگ و آلیاژ آلومینیوم، البته باید به آلیاژ تیتانیوم هم اشاره کنم. در واقع، تفاوت زیادی در شاخص آندی بین پره‌های آلیاژ تیتانیوم و فولاد ضد زنگ وجود ندارد و آنها همچنین برای نصب روی دوچرخه به عنوان کلاهک پره کاملاً مناسب هستند. برخلاف جایگزینی نوک سینه‌های برنجی با نوک سینه‌های آلیاژ آلومینیوم که می‌تواند وزن را تا حد زیادی کاهش دهد، در مقایسه با نوک سینه‌های برنجی، نوک سینه‌های آلیاژ تیتانیوم اساساً می‌توانند وزن را به میزان ناچیزی کاهش دهند. دلیل مهم دیگر این است که هزینه آلیاژ تیتانیوم بسیار بیشتر از برنج است، به خصوص وقتی که به یک جزء ظریف مانند کلاهک پره اضافه شود، که این امر هزینه مجموعه چرخ دوچرخه را بیشتر افزایش می‌دهد. البته نوک سینه‌های پره آلیاژ تیتانیوم مزایای زیادی دارند، مانند مقاومت در برابر خوردگی بهتر و درخشندگی زیبا که بسیار دلپذیر است. چنین نوک سینه‌های آلیاژ تیتانیوم را می‌توان به راحتی در پلتفرم‌هایی مانند Alibaba پیدا کرد.

دیدن طرح‌های الهام گرفته از فناوری روی دوچرخه‌هایمان دلگرم‌کننده است، با این حال، قوانین فیزیک در مورد همه چیز، حتی دوچرخه‌های «آینده‌ای» که امروز می‌رانیم، صدق می‌کند. بنابراین، مگر اینکه در آینده مواد مناسب‌تری پیدا شود، یا تا زمانی که کسی واقعاً یک مجموعه چرخ دوچرخه تمام کربنی ارزان‌تر نسازد، این دوچرخه از جمله رینگ، توپی، پره و نوک سینه از فیبر کربن ساخته شده است. تنها در این صورت است که نوک سینه‌های برنجی مورد توجه قرار می‌گیرند.