從跑道到實驗室,蘇炳添正在書寫一段獨特的跨界故事。
2026年2月18日,暨南大學體育學院院長蘇炳添以共同通訊作者身份,在Cell子刊Cell Reports Physical Science發表綜述論文。這篇題為《Multidimensional Signal Decoding via Anisotropic Hydrogels for Motion Monitoring》的文章,系統探討了各向異性水凝膠傳感器在運動監測領域的最新進展。
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從肌肉纖維到智能材料
人體運動是自然界最精密的生物力學過程之一。我們的肌肉、皮膚和關節軟骨都呈現出獨特的層級結構——肌動蛋白與肌球蛋白的定向排列,讓肌肉能夠產生強大的定向收縮力。這種"各向異性"特征,正是大自然億萬年進化的智慧結晶。
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傳統的水凝膠傳感器多采用各向同性設計,聚合物網絡在各個方向上性質相同,這導致它們在監測復雜運動時容易出現信號失真。而各向異性水凝膠通過模仿生物組織的有序微觀結構,在不同空間方向上展現出差異化的物理化學性質,為精準捕捉運動信號提供了全新可能。
四維技術體系
這篇綜述從四個維度構建了完整的技術框架:
材料維度上,文章梳理了基于不同形成機制和功能組件的各向異性水凝膠類型。從導電聚合物到納米復合材料,從天然高分子到合成凝膠,材料科學的進步為運動傳感提供了豐富的"工具箱"。
性能調優維度聚焦于界面設計、機械性能優化和電學性能提升。如何讓材料既具備足夠的柔韌性以適應人體曲面,又能在特定方向上保持優異的導電性和機械強度,是這一領域的核心挑戰。
制造維度總結了冰模板法、3D打印、靜電紡絲和分子自組裝等關鍵技術。這些方法能夠在微觀尺度上精確調控材料的取向結構,實現從分子設計到宏觀器件的跨尺度構建。
應用維度則涵蓋了從微生理信號采集、關節運動分析到現場運動監測的多尺度場景。無論是捕捉運動員的細微肌肉震顫,還是分析膝關節的復雜運動軌跡,各向異性水凝膠傳感器都展現出獨特優勢。
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AHS 的仿生設計和運動監測
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AHS 的材料類型、設計策略及多尺度應用
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過去二十年各向異性水凝膠材料的發展
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各向異性水凝膠的結構
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在 AHS 中的界面以及機械、電學和協同的多重性能
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AHS 的制造
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用于運動監測的 AHS 中微生理信號的捕獲
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AHS 用于關節運動分析
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動態環境中基于 AHS 的運動監測
未竟的挑戰
盡管前景廣闊,這一領域仍面臨諸多瓶頸。機械強度與離子導電性之間的平衡、復雜環境下信號的穩定性和可靠性、制造工藝的可擴展性,都是亟待突破的關鍵問題。特別是在水下運動監測、長期循環加載等極端條件下,材料的性能衰減和結構松弛仍是重大挑戰。
體教融合的暨南樣本
這篇論文的發表,恰逢蘇炳添另一項學術進展:其課題《新時代中國短跑運動高質量發展研究》入選廣東省哲學社會科學規劃2026年度一般項目。從競技體育實踐到體育人文研究,再到材料科學前沿,蘇炳添的學術版圖呈現出清晰的跨界特征。
這種"運動員-學者"的雙重身份,為體育科技創新提供了獨特視角。長期的高水平訓練經歷,讓他對運動生物力學有著常人難以企及的直觀理解;而體育學院院長的管理角色,又使他能夠整合多學科資源,推動產學研深度融合。
在"體育強國"戰略背景下,這種跨界研究模式具有重要示范意義。當運
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動員的實踐經驗與科學家的理論創新相遇,當體育學的研究范式與材料學的技術路徑碰撞,產生的不僅是高水平的學術論文,更是推動行業變革的原始創新。
從東京奧運會上9秒83的亞洲紀錄,到Cell子刊上的學術發表,蘇炳添正在證明:優秀的運動員同樣可以是杰出的學者,跑道上的速度可以轉化為實驗室里的深度。這種轉型不是對過去的告別,而是對體育精神的另一種詮釋——不斷突破邊界,在未知領域探索人類潛能的極限。
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