Форма из пластика и мяч из полиуретана. Как химия помогает футболистам

На днях книга доцента кафедры высокомолекулярных и элементоорганических соединений КФУ, популяризатора науки Аркадия Курамшина «Жизнь замечательных устройств» вошла в лонг-лист премии «Просветитель» среди научно-популярных изданий. Как современная наука помогает спортсменам, Аркадий рассказал в интервью «АиФ-Казань».

Одежда из бутылок

Александра Дорфман, «АиФ-Казань»: Аркадий Искандерович, принято считать, что учёные живут в своём мире и не особо реагируют на то, что происходит вокруг, включая какие-то спортивные события. Вы как химик с этим согласны?

Аркадий Курамшин: Это невозможно, ведь в обществе всё сильно переплетается – наука, спорт, литература. Даже крупные учёные так или иначе реагируют на спортивные мероприятия. К примеру, такая молекула, как фуллерен, по строению похожа на привычный многим с детства футбольный мяч, сшитый из кожаных пяти- и шестиугольников. Один из её первооткрывателей, Нобелевский лауреат Харольд Крото в 1986 году назвал её бакиболом в честь футбольного мяча. Но потом её переименовали в честь архитектора Бакминстера Фуллера, который первым начал строить купола зданий из многогранников. Этого инженера, к слову, тоже вдохновила форма футбольного мяча.

И это вовсе не единичный пример. Еще один лауреат Нобелевской Премии, Фрейзер Стоддарт к Олимпиаде-2012 получил молекулу олимпиадан. Она состоит из пяти колец, сплетённых друг с другом. А к Олимпиаде-2016 получили молекулу олимпицен, которая повторяет рисунок олимпийских колец. В общем, желание как-то отметиться у учёных есть, особенно когда событие проходит в их стране.

- Работают ли учёные специально над тем, чтобы облегчить жизнь спортсменов, улучшить их результаты?

- Вряд ли химики ставят перед собой такие цели. Разве что какой-нибудь филантроп готов вкладывать огромные средства в масштабные разработки для любимой команды… Даже если от различных спорткомитетов и поступают заказы на современные материалы для спортивной одежды и инвентаря, то речь идёт не о новых разработках, а о подборе веществ из числа существующих и модификации их под спортивные задачи.

Лучшие материалы сначала попадают в сферу, где на них легче заработать, и только потом в спорт. К примеру, сейчас теннисные и бадминтонные ракетки делают из того же материала, что и бронежилеты. Но вещество кевлар, обнаруженное ещё в 1964 году химиком Стефани Кволек, изначально применяли для производства автомобильных шин, затем в качестве брони для силовых структур и только после для изготовления спортивных байдарок и ракеток.

Форму для футболистов теперь делают из того же материала, из которого изначально формовали пластиковые бутылки (ПЭТФ). Натуральных материалов типа хлопка в спортивной одежде почти не осталось, потому что они уступают синтетике, которая не впитывает влагу, не мнётся, и может быть покрашена практически в любой цвет, что удобно для размещения рекламы на футболках.

Для физкультуры делают одежду и кроссовки из паучьего шёлка. По своим свойствам он не хуже того, что прядёт тутовый шелкопряд. Причём учёные выделили белок спидроин, который нужен для получения такого материала, так что теперь можно обойтись даже без самого паука. Есть генно-модифицированные дрожжи и бактерии, которые выделяют спидроин. А в Шотландии пасётся стадо генномодифицированных коз, выделяющих этот белок с молоком.

Мир меняется, и спорттовары делают совершенно из других материалов, чем было раньше. Даже словосочетание «кожаный мяч» потеряло актуальность, ведь мяч для ЧМ-2018 сделан из того же материала, что и подошвы обуви – из полиуретана. Поверхность из полимеров сделала мяч легче, прочнее, теперь он не впитывает воду, как кожаный, и не грязнится. То есть достижения химии позволяют футболистам сосредоточиться на игре, а не на преодолении трудностей, связанных с погодой или чём-то ещё.

Как химичат в спорте?

- Получается, что успехи спортсменов всё-таки зависят от достижений химиков?

- Конечно. Я больше чем уверен, что если брать олимпийские и мировые рекорды последних 10-12 лет, когда счёт, например, в беге пошёл на сотые доли секунды, успех спортсменов во многом определяется стараниями учёных-материаловедов – химиков в первую очередь. Заменим металлический каркас гоночного велосипеда на карбоновый, рама станет легче и спортсмену будет проще приводить его в движение.

Большинство рекордов, которые ставят сейчас, на первых олимпиадах нового времени – в 1930-е годы - были просто невозможны. Если двух конькобежцев, равных по спортивным качествам, одеть в разную форму – одного в костюм Олимпиады 1930-х, а другого в одежду Игр 2018 года, то выиграет тот, кто выглядит современнее. Увы, в шерстяных и хлопковых вещах далеко не убежишь. К новейшим костюмам конькобежцев и велосипедистов приложили руку и физики – их задача максимально снизить сопротивление воздуха при движении. Появились шлемы, повторяющие очертания самолёта. Вот откуда очки, голы, секунды.

- В каких видах спорта влияние новых разработок заметнее?

- Думаю, больше всего от достижений химиков зависят результаты в индивидуальных видах спорта. В гребном, лыжном, например. В Формуле-1 химия – это и топливо, и материалы для болидов. Химия, как наука о материалах, в союзе с биохимией, которая контролирует программу питания, приёма витаминов, позволяют оптимизировать режим тренировок, чтобы человек максимально выкладывался без травм. А вот в командных видах спорта многое зависит от умения координировать совместные усилия. Впрочем, и в данном случае нельзя сказать, что достижения футболистов – это исключительно их заслуга. Ведь на человеческие рекорды влияет и высота над уровнем моря, и концентрация кислорода в атмосфере, и направление ветра, и другие факторы.

Впоследние 20 лет профессиональный спорт напоминает соревнования химиков-синтетиков с химиками-аналитиками.

- Всё это ограничивает человеческие возможности?

- Да. Но, пожалуй, сложнее всего спортсмену перебороть свою же генетику. Особенно это заметно, например, в беге, поднятии тяжестей. В истории Древней Греции есть легенда об олимпийском чемпионе-тяжелоатлете Милоне из города Кротон, у которого был особый способ тренировок. В 5 лет он взял на плечи новорожденного телёнка и пробежал с ним несколько раз вокруг фермы. Мальчик рос, а с ним и телёнок, которого он продолжал носить на плечах каждый день. В других греческих городах решили перенять эту методику тренировок, но ни у кого не получалось. Ведь телёнок вырастал в здорового быка, вес которого не выдерживал никто. Это говорит о том, что мускулатура у Милона Кротонского была более развита, вероятно из-за генетической предрасположенности. Вот почему он побеждал, а не из-за особых тренировок.

Еда без вреда. Учёный о том, почему не стоит бояться «химии» в пище Подробнее

Скользкий тип

- Зато теперь спортсмен может набраться сил с помощью допинга…

- Вот, кстати, допинг пусть и в непривычном нам виде в Древней Греции тоже был. Его использовали чуть ли не на первой Олимпиаде. Один грек-борец выходил победителем из всех поединков. Секрет был прост – он натирался оливковым маслом, и его не могли обхватить, так как он выскальзывал. Любопытно, что этот допинг не запретили, а узаконили. Маслом стали пользоваться все и все лишились преимущества.

Что касается допинга в виде препаратов, то в последние 10-20 лет профессиональный спорт напоминает соревнования химиков-синтетиков с химиками-аналитиками. Первые создают новые варианты допингов, которые трудно обнаружить, а вторые - находят новые способы диагностики.

- Отсюда и допинговые скандалы, как, например, с запретом мельдония?

- На мой взгляд, случай с мельдонием чисто политический, на совести тех, кто этот запрет принимал. Препарат можно купить в любой аптеке и использовать его для восстановления сил, например, после того, как вы огород перекопали. Но Всемирное антидопинговое агентство вдруг запретило его принимать атлетам.

Приведу пример для аналогии. Допустим, я сотрудник ГИБДД, у меня есть несколько знакомых, которым я сообщаю, что завтра на их улице поставят знак «Стоянка запрещена». Они машины в этом месте не поставят, а остальные припаркуются, как обычно. Я тут же поставлю знак и выпишу всем нарушителям штрафы. По закону ко мне практически не подкопаться. А вот с точки зрения морали, этики?..

В случае с мельдонием получилось похоже. Какие-то сборные отказались от мельдония в пользу более эффективных препаратов, и его запретили. При этом под удар попали те, кто продолжал его принимать.

- Вам самому что больше по душе массовый или профессиональный спорт?

- Я всё-таки больше люблю массовый спорт, а точнее физкультуру, потому что она для всех, для здоровья, а спорт – это уже элитарная сфера, где крутятся большие деньги, правит престиж. Когда все дети бегают по стадиону, пусть кто-то быстрее, а кто-то медленнее, - это физкультура, полезная каждому. Когда же из тысячи детей выдёргивают десятерых и тренируют бесплатно, пытаясь «вывести чемпиона», а для остальных тренировки платные, - это уже профессиональный спорт. И тут с самого начала всё связано с ограничениями и деньгами. А в физкультуре всё честно и допинг не нужен, потому что ты соревнуешься только сам с собой.