腺苷三磷酸(ATP adenosine triphosphate)是由腺嘌呤、核糖和3个磷酸基团连接而成,水解时释放出能量较多,是生物体内最直接的能量来源。
ATP的生理功能
能源物质
肌肉中储藏着多种能源物质,主要有三磷酸腺苷(ATP)、磷酸肌酸(CP)、肌糖原、脂肪等。
能源物质的代谢
(一)无氧代谢:剧烈运动时,体内处于暂时缺氧状态,在缺氧状态下体内能源物质的代谢过程,称为无氧代谢。它包括以下两个供能系统。①非乳酸能(ATP—CP)系统—一般可维持10秒肌肉活动无氧代谢②乳酸能系统—一般可维持1~3分的肌肉活动非乳酸能(ATP—CP)系统和乳酸能系统是从事短时间、剧烈运动肌肉供能的主要方式。ATP释放能量供肌肉收缩的时间仅为1~3秒,要靠CP分解提供能量,但肌肉中CP的含量也只能够供ATP合成后分解的能量维持6~8秒肌肉收缩的时间。因此,进行10秒以内的快速活动主要靠ATP—CP系统供给肌肉收缩时的能量。乳酸能系统是持续进行剧烈运动时,肌肉内的肌糖元在缺氧状态下进行酵解,经过一系列化学反应,最终在体内产生乳酸,同时释放能量供肌肉收缩。这一代谢过程,可供1~3分左右肌肉收缩的时间。
(二)有氧代谢:是在氧充足的条件下,肌糖元或脂肪彻底氧化分解,最终生成二氧化碳(Co2)和水(H2O),同时释放大量的分解代谢,称为有氧氧化系统。
电活性聚合物(Electroactive Polymer, EAP)是一类能够在外加电场作用下,通过材料内部结构改变而产生伸缩、弯曲、束紧或膨胀等各种形式力学响应的新型智能高分子材料.根据电活性高聚物的致动机理,可以将其分为电子型EAP(Electronic EAP)和离子型EAP(Ionic EAP)两大类.电活性聚合物以其优异的电制动性能,主要用于微型传感器和传感器、及仿生器件.电活性聚合物最引人注目的特性是在其仿制生物肌肉时表现出来的高韧性、高的传动应变和内在减震能力.由于和生物肌肉的相似性,其被称作“人造肌肉”.
目前,电活性聚合物材料的实际应用仍然面临着巨大的挑战.首先,市场上至今仍然不能批量供应有效而且耐用的电活性聚合物材料;其次,电活性聚合物材料性能数据库的建立也尚未完成;此外电活性聚合物的移动力还不够大,机械能密度也比较低,使它在目前设想到的某些用途中的实用性并不十分明朗.
具最新消息称,在美国哈佛大学工程与应用科学学院与加利福尼亚州立大学伯克利分校的研究下,通过设计碳纤维和高聚物的排列,制造出了可产生弯曲和旋转等变形功能的部件.
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