論體育運(yùn)動(dòng)中的化學(xué)

王龍飛

中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

體育是以體育科學(xué)基礎(chǔ)理論、競(jìng)技體育以及運(yùn)動(dòng)心理等 為主要研究對(duì)象的;而化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ) 的自然科學(xué)，它研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及 變化規(guī)律等。從二者的定義及研究的內(nèi)容來看，體育與化學(xué)是不同領(lǐng)域的兩門學(xué)科，但在體育運(yùn)動(dòng)過程中蘊(yùn)藏著許多化學(xué)知識(shí)，體育運(yùn)動(dòng)與化學(xué)聯(lián)系非常廣泛，處處充滿著豐富、有趣的化學(xué)知識(shí)，顯現(xiàn)出了化學(xué)在體育運(yùn)動(dòng)中的魅力。

一、運(yùn)動(dòng)保護(hù)減少損傷

在舉重和體操比賽中，我們發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員都會(huì) 習(xí)慣地把兩只手伸入盛有一種白色粉末的盆中， 然后互相摩擦手心，這種白色粉末就是碳酸鎂粉末，俗稱“鎂粉”，它具有很強(qiáng)的吸濕性，能加大手掌與器械之間的摩擦系數(shù)，從而有助于運(yùn)動(dòng)員創(chuàng)造成績(jī)。

運(yùn)動(dòng)損傷是指體育運(yùn)動(dòng)中，造成人體組織或器官在解剖上的破壞或生理上的紊亂。在體育運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)損傷是在所難免的，這與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練水平，運(yùn)動(dòng)環(huán)境與條件等因素有密切關(guān)系。體育教學(xué)中常見的運(yùn)動(dòng)損傷有皮膚損傷、肌肉、肌腱損傷，關(guān)節(jié)軟骨損傷，骨及骨骺損傷等。

被業(yè)界稱為神奇藥水的氯乙烷（CH3CH2Cl），是一種無色、沸點(diǎn)只有13.1℃的易揮發(fā)有機(jī)物。眾所周知，液體揮發(fā)時(shí)，將從周圍吸收熱量，所以當(dāng)把氯乙烷藥液噴灑在運(yùn)動(dòng)員受傷部位時(shí)，由于它們迅速揮發(fā)而使皮膚表面的溫度驟然下降，知覺減退，從而起到鎮(zhèn)痛和局部麻醉的獨(dú)特作用。如：在激烈拼搏的球賽中，運(yùn)動(dòng)員難免有肢體上的接觸，這就容易出現(xiàn)碰傷、摔傷，這時(shí)只要在運(yùn)動(dòng)員受傷的部位噴幾下氯乙烷（CH3CH2Cl），然后反復(fù)搓揉、按摩，不一會(huì)兒，受傷運(yùn)動(dòng)員又能生龍活虎地沖向球場(chǎng)了。

二、運(yùn)動(dòng)裝備更勝一籌

不同的運(yùn)動(dòng)員對(duì)于運(yùn)動(dòng)鞋的材料也有不同的要求。為此，設(shè)計(jì)師采用了最新的化學(xué)材料設(shè)計(jì)了各種性能的運(yùn)動(dòng)鞋，頗受運(yùn)動(dòng)員的青睞?；@球、排球運(yùn)動(dòng)員需要有一定彈跳性的鞋，他們選用彈性十分好的順丁橡膠作鞋底;足球運(yùn)動(dòng)員要求鞋能適應(yīng)快攻快停、堅(jiān)實(shí)耐用的要求，便用強(qiáng)度十分高的聚氨酯橡膠作底材，并安裝上聚氨酯防滑釘;田徑運(yùn)動(dòng)員要求鞋柔軟而富有彈性，又設(shè)計(jì)了高彈性的異戊橡膠鞋底，滿足了運(yùn)動(dòng)員的要求。

更高、更快、更強(qiáng)是奧林匹克的宗旨。運(yùn)動(dòng)員為了創(chuàng)造佳績(jī)除了平日的刻苦訓(xùn)練，對(duì)參賽裝備的要求更是苛刻。他們崇尚人文體育、綠色體育、科技體育，在許多比賽中運(yùn)動(dòng)健兒身著高科技“戰(zhàn)袍、戰(zhàn)靴”參加比賽，融入了許多高科技的時(shí)尚元素。第四代“鯊魚皮”泳衣，在泳衣的屁股、胸部和大腿位置加入了光滑的聚亞安酯板材，比前一代 “比基尼、尼龍彈力泳衣”，減少了 5%的阻力，速度快了 10%。據(jù)有關(guān)報(bào)道說在2008年的北京奧運(yùn)會(huì)，美國(guó)游泳名將菲爾普斯就是利用“鯊魚皮”泳衣成就了8金的夢(mèng)想。又如，科研人員為劉翔特意量身定制的戰(zhàn)靴輕薄如紙，厚度不到2微米，而且只靠細(xì)小的纖維支撐，據(jù)說能幫助劉翔減少比賽中的阻力，提高跑速0.02秒。另外，運(yùn)動(dòng)員的服裝多采用輕便、透 氣性好、耐磨、防熱防水的有機(jī)合成纖維，如滌 綸、耐綸、晴綸等制成，這些都與有機(jī)化學(xué)有關(guān)。

三、科學(xué)膳食營(yíng)養(yǎng)均衡

糖、脂肪、蛋白質(zhì)這三大物質(zhì)是人體不可缺少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。糖類中的葡萄糖、蔗糖、 淀粉、纖維素等可從食用的米、面及帶甜味的蔬 果中獲得。體內(nèi)糖類用作能源物質(zhì)的主要是糖原，以肌糖原和肝糖原為主。脂肪是人體能量的 重要來源，是體內(nèi)能量貯存的主要形式。蛋白質(zhì)是組成細(xì)胞的基礎(chǔ)物質(zhì)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員從食物中攝取 足夠的蛋白質(zhì)后，蛋白質(zhì)在人體內(nèi)發(fā)生一系列反應(yīng)分解為氨基酸被人體吸收，氨基酸再重新結(jié)合 成人體所需的各種蛋白質(zhì)，循環(huán)往復(fù)，這樣就能使運(yùn)動(dòng)員恢復(fù)在運(yùn)動(dòng)中消耗的組織蛋白，修復(fù)損傷的組織，穩(wěn)定血糖濃度，并保持穩(wěn)定的精神和體力狀態(tài)。

另外，運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)過程中所喝的飲料，都是特制的，飲料中含有一些堿性物質(zhì)和二氧化碳等，這種堿性飲料有助于運(yùn)動(dòng)員消除肌肉中過多的乳酸，能緩解疲勞恢復(fù)體力，它也是利用化工的方法生產(chǎn)出來的。

四、違禁藥物無處藏身

違禁化合物多數(shù)是有機(jī)化合物，其組成 復(fù)雜、種類繁多。目前國(guó)際奧委會(huì)規(guī)定的違禁藥物有五大類99種。它們是：合成類固醇、麻醉劑、興奮劑、B阻斷劑和利尿劑。70%的運(yùn)動(dòng)員服用的興奮劑是合成類固醇。

為維護(hù)奧林匹克原則、維護(hù)運(yùn)動(dòng)員的身體健康，1968年奧委會(huì)公布并完全禁止運(yùn)動(dòng)員服用違禁藥物，在嚴(yán)格的檢測(cè)手續(xù)及精確的分析化學(xué)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用下，興奮劑無處藏身。

檢測(cè)興奮劑的方法主要有兩種：尿液 檢測(cè)和血液檢測(cè)。血液檢測(cè)是一種損傷性檢測(cè)，而且由于一些宗教性因素，現(xiàn)在還沒有實(shí)施?，F(xiàn)行的興奮劑檢測(cè)主要是進(jìn)行運(yùn)動(dòng)員的尿液檢測(cè)，先對(duì)被檢樣品進(jìn)行化學(xué)前處理，其目的是富集被檢測(cè)對(duì)象，去掉干擾雜質(zhì)。不同類化合物的化學(xué)前處理方法不同，提取方法通常采用乙醚、叔丁基甲 醚、乙醚-異丙醇、己烷、庚烷、乙酸乙酯等有機(jī)溶劑萃取，達(dá)到純化和濃縮的目的。尿樣中部分以結(jié)合形式存在的藥物的檢測(cè)還需要預(yù)先進(jìn)行酶解或酸解。儀器分析方法： 例如GC/MSD用于絕大部分興奮劑的檢測(cè)，包括初篩和確證;GC/HRMS目前主要 用于低濃度（2ng/mL）甾體的確證。

體育與化學(xué)雖是不同領(lǐng)域的兩門學(xué)科，但二者既有區(qū)別又有聯(lián)系，體育運(yùn)動(dòng)為化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用提供了舞臺(tái)，同時(shí)化學(xué)使體育運(yùn)動(dòng)變得更有魅力。讓我們共同期待科學(xué)家們能將更多的化學(xué)元素融入到體育領(lǐng)域里，幫助 體育健兒再創(chuàng)佳績(jī)。

（本文系2019年度泉州市基礎(chǔ)教育課程教學(xué)研究立項(xiàng)課題 《小學(xué)體育與其它學(xué)科有機(jī)融合，有效實(shí)施課堂教學(xué)的實(shí)踐研究》QJYKT2019—223研究成果）

福建省安溪縣官橋中學(xué) 福建 泉州 362441