納米技術在體育中的應用與思考

[摘要] 納米技術推動體育的發展，可以更科學地、更有效地提高運動員的運動能力和運動技術。與此同時，也應考慮其將帶來的一些體育道德和倫理道德問題。

[關鍵詞] 納米技術 體育 應用 思考

隨著科學技術的發展，如何將納米科技真正應用于體育運動，使運動訓練更加科學化，使運動員的運動能力和運動技術水平得到更充分的發揮，運動成績的提高更加有保證已經成為研究重點。

一、體育與納米技術

1.利用納米技術進行運動員的科學選材。由于納米科技推動了微觀生物學的發展進程，運用人類基因組計劃和納米技術，有助于我們對人類基因組中與運動成績密切相關的基因加以認識和了解。有研究表明，人類基因組中有某些與人類運動能力密切相關的基因，其多態性的差異，有可能是造成人們運動能力和訓練效果巨大個體差異的最終原因。該領域的研究，為人們進行有效的基因選材提供了理論基礎，也為提高運動成績提供事半功倍的方法。例如在運動員的選材方面，利用納米加工技術進行DNA的分離和提取，可以快速有效地決定其基因序列，在分子水平上對其遺傳、發育進行研究，實現更高層次的基因選材。

2.利用納米科技揭示人體對各項運動能力的適應度和對各項運動能力的遺傳度，找到運動訓練在人體生長發育過程中的關鍵階段(如青春期)的影響及作用機制。通過開發一種可以植入皮下微型生物芯片，模擬健康人體內的葡萄糖檢測系統監測機體在運動過程中血糖水平，然后根據人體需要，適時釋放糖等物質，維持機體在運動過程中的血糖水平，有效地提高機體的運動能力。

3.利用納米技術進行體育運動與健康關系的研究。利用納米微粒技術，可以靈敏地檢測各種組織的特異性蛋白，探討某些運動性疾病的發病機制，有效地對運動員進行醫務監督，維護運動員的健康。通過納米級敏感器可以監視運動訓練導致的細胞內結構的形態與數目的變化，以及這些變化所反映各器官功能結構的功能狀態。納米科技在中國傳統醫學中的應用，使傳統中醫藥對運動損傷與運動性疾病的預防和治療具有更好的效果。

4.利用納米技術防止運動性疲勞和加快其恢復過程。關于運動性疲勞發生的機制，目前雖然有許多假說，但確切的疲勞機制還有待于進一步研究。由于納米科技在醫學上的突破，將對運動疲勞機制尤其是在中樞神經系統方面及其靶器官和靶細胞的研究將更加深入，人們可以利用納米生物芯片直接研究機體在運動過程中骨骼肌、心肌、肝臟和神經等組織的代謝過程，探討中樞和外周運動性疲勞及其恢復的生物學機制，并且可以通過某些手段(如納米藥物)抑制導致運動性疲勞的基因表達或誘導加速恢復的基因表達。

5.利用納米技術防止運動損傷與運動性疾病的臨床診斷與治療。納米醫學材料的研制，對于人造器官、人造肌肉、骨骼、關節皮膚等成為永久性的非排斥性。用納米機械潛入人體的血管和器官，對人體進行檢查和治療，并且可以進入毛細血管以及器官的細胞內，對損傷的細胞進行治療和處理，甚至可以從細胞基因組中除掉“有害”的DNA，或把正常的DNA安裝到細胞基因組中。

6.利用納米技術對運動員進行機能評定。在人們全面了解運動引起機體產生適應性變化的基因調節機制后，人們可以通過基因工程技術和納米技術對運動員的疲勞狀態、運動訓練的適應性及其免疫功能等進行基因診斷。這種診斷一般是在基因的轉錄水平上進行評定，可以較早地發現運動員在運動工程中的機能變化，具有較好的應用價值。

7.利用納米技術了解控制運動營養水平，使運動員的營養代謝趨于更加合理和平衡。通過納米級敏感器使運動員的營養代謝處于一個精細、準確、嚴密的監控中。運動員所需的營養素完全按照運動項目特點和個人的生理特點進行補充和調配，使運動員的營養變得合理化、科學化。

8.利用納米技術對體育運動進行精確客觀的定量分析。利用納米技術對運動時人體的骨骼、肌肉、血液組織以及心血管系統、呼吸系統、消化系統等各器官系統對運動訓練的適應性進行客觀的精確的定量分析，不僅使運動訓練更具有科學性，也大大地提高運動員訓練的成材率。

二、納米技術在競技體育中的作用

1.納米相材料技術。這是一種通過控制結構納米顆粒的大小而制造出強度、顏色和可塑性都能滿足人們需要的相材料，這種納米相材料除微觀結構與普通材料完全不同外，在宏觀上也表現出許多奇妙特征，如納米相銅強度比普通銅高5倍，納米陶瓷摔不碎等。這種納米相材料技術已應用在體育器械、場地和服裝的改進方面。就拿撐桿跳運動員使用的撐桿來講，撐桿跳高最早使用的撐竿是竹竿，1942年美國運動員達姆首次在國際比賽中使用了輕合金撐竿而創下了4.77米世界記錄。可以想象應用納米相技術，將會生產出具有“個性化”(根據撐竿跳項目的特點和競賽規則的要求及運動員自身的生理和技能特征的)撐竿，使該項目的世界記錄再有突破。

2.納米復合改進技術。少量納米材料可以綜合改善傳統材料的性能。例如美國把AL2O3納米顆粒加入到橡膠中提高了橡膠的耐磨性和介電特性。

3.納米器件技術。利用納米器件技術生產的分子自組織結構可用于電子記憶、數據接收、存儲器和傳遞等，這種器件運用于體育訓練將大大增加訓練的效率和成績。

三、納米技術應用于競技體育所引起的思考

綜上所述，隨著科學技術的發展，納米技術在體育運動中的應用顯得日益重要，同時，也會引起一些體育道德和倫理道德問題。同時我們要思考的是：器材的高科技化是否會削弱運動員在競技體育中的主體地位，從而變相剝奪運動員的競賽權利？若運動成績的提高在較大程度上依賴于器械和服裝的高科技化，這是否會帶來一些新的不公平？器材作弊是否會成為興奮劑的另一種表現形式？這些是我們必須考慮的。可以通過修改某些項目的器械的設計規則，加強一些項目的器械、服裝的申報和檢測程序，國際奧委會和各國際單項體育聯合會要針對納米技術等高科技的新成就加強新的檢測手段，來杜絕運用器械作弊;通過對運動員、教練員、裁判員和科技工作者等進行個體道德教育，以保證競技體育更好地弘揚奧林匹克精神。

參考文獻:

[1]蕓世紀之交的我國運動形態學研究.中國運動醫學，2000，19(4):340～341

[2]王中林:納米材料和納米技術.中國科學人， 2001，4 9(4)

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