論體育運動中的化學

王龍飛

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A

體育是以體育科學基礎理論、競技體育以及運動心理等 為主要研究對象的;而化學是一門以實驗為基礎 的自然科學，它研究物質的組成、結構、性質以及 變化規律等。從二者的定義及研究的內容來看，體育與化學是不同領域的兩門學科，但在體育運動過程中蘊藏著許多化學知識，體育運動與化學聯系非常廣泛，處處充滿著豐富、有趣的化學知識，顯現出了化學在體育運動中的魅力。

一、運動保護減少損傷

在舉重和體操比賽中，我們發現運動員都會 習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”，它具有很強的吸濕性，能加大手掌與器械之間的摩擦系數，從而有助于運動員創造成績。

運動損傷是指體育運動中，造成人體組織或器官在解剖上的破壞或生理上的紊亂。在體育運動中出現運動損傷是在所難免的，這與運動訓練水平，運動環境與條件等因素有密切關系。體育教學中常見的運動損傷有皮膚損傷、肌肉、肌腱損傷，關節軟骨損傷，骨及骨骺損傷等。

被業界稱為神奇藥水的氯乙烷（CH3CH2Cl），是一種無色、沸點只有13.1℃的易揮發有機物。眾所周知，液體揮發時，將從周圍吸收熱量，所以當把氯乙烷藥液噴灑在運動員受傷部位時，由于它們迅速揮發而使皮膚表面的溫度驟然下降，知覺減退，從而起到鎮痛和局部麻醉的獨特作用。如：在激烈拼搏的球賽中，運動員難免有肢體上的接觸，這就容易出現碰傷、摔傷，這時只要在運動員受傷的部位噴幾下氯乙烷（CH3CH2Cl），然后反復搓揉、按摩，不一會兒，受傷運動員又能生龍活虎地沖向球場了。

二、運動裝備更勝一籌

不同的運動員對于運動鞋的材料也有不同的要求。為此，設計師采用了最新的化學材料設計了各種性能的運動鞋，頗受運動員的青睞。籃球、排球運動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;足球運動員要求鞋能適應快攻快停、堅實耐用的要求，便用強度十分高的聚氨酯橡膠作底材，并安裝上聚氨酯防滑釘;田徑運動員要求鞋柔軟而富有彈性，又設計了高彈性的異戊橡膠鞋底，滿足了運動員的要求。

更高、更快、更強是奧林匹克的宗旨。運動員為了創造佳績除了平日的刻苦訓練，對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，在許多比賽中運動健兒身著高科技“戰袍、戰靴”參加比賽，融入了許多高科技的時尚元素。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%。據有關報道說在2008年的北京奧運會，美國游泳名將菲爾普斯就是利用“鯊魚皮”泳衣成就了8金的夢想。又如，科研人員為劉翔特意量身定制的戰靴輕薄如紙，厚度不到2微米，而且只靠細小的纖維支撐，據說能幫助劉翔減少比賽中的阻力，提高跑速0.02秒。另外，運動員的服裝多采用輕便、透 氣性好、耐磨、防熱防水的有機合成纖維，如滌 綸、耐綸、晴綸等制成，這些都與有機化學有關。

三、科學膳食營養均衡

糖、脂肪、蛋白質這三大物質是人體不可缺少的營養物質。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。體內糖類用作能源物質的主要是糖原，以肌糖原和肝糖原為主。脂肪是人體能量的 重要來源，是體內能量貯存的主要形式。蛋白質是組成細胞的基礎物質，當運動員從食物中攝取 足夠的蛋白質后，蛋白質在人體內發生一系列反應分解為氨基酸被人體吸收，氨基酸再重新結合 成人體所需的各種蛋白質，循環往復，這樣就能使運動員恢復在運動中消耗的組織蛋白，修復損傷的組織，穩定血糖濃度，并保持穩定的精神和體力狀態。

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

四、違禁藥物無處藏身

違禁化合物多數是有機化合物，其組成 復雜、種類繁多。目前國際奧委會規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%的運動員服用的興奮劑是合成類固醇。

為維護奧林匹克原則、維護運動員的身體健康，1968年奧委會公布并完全禁止運動員服用違禁藥物，在嚴格的檢測手續及精確的分析化學檢測技術應用下，興奮劑無處藏身。

檢測興奮劑的方法主要有兩種：尿液 檢測和血液檢測。血液檢測是一種損傷性檢測，而且由于一些宗教性因素，現在還沒有實施。現行的興奮劑檢測主要是進行運動員的尿液檢測，先對被檢樣品進行化學前處理，其目的是富集被檢測對象，去掉干擾雜質。不同類化合物的化學前處理方法不同，提取方法通常采用乙醚、叔丁基甲 醚、乙醚-異丙醇、己烷、庚烷、乙酸乙酯等有機溶劑萃取，達到純化和濃縮的目的。尿樣中部分以結合形式存在的藥物的檢測還需要預先進行酶解或酸解。儀器分析方法： 例如GC/MSD用于絕大部分興奮劑的檢測，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。

體育與化學雖是不同領域的兩門學科，但二者既有區別又有聯系，體育運動為化學技術的應用提供了舞臺，同時化學使體育運動變得更有魅力。讓我們共同期待科學家們能將更多的化學元素融入到體育領域里，幫助 體育健兒再創佳績。

（本文系2019年度泉州市基礎教育課程教學研究立項課題 《小學體育與其它學科有機融合，有效實施課堂教學的實踐研究》QJYKT2019—223研究成果）

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