近日，材料学院于中振/杨丹教授团队在国际知名期刊《Nano Energy》（影响因子为17.6）上发表题为“Self-powered, self-healing, and anti-freezing triboelectric sensors for violation detection in sport events”的学术论文，报道了该团队在摩擦传感器领域的最新进展。该工作利用原位聚合，将镀银碳纳米管均匀分散在明胶和聚丙烯酰胺双网络体系中，制备出一种自愈合、抗冻和抗菌纳米复合水凝胶（PAGCA），并将其构建成基于压阻效应的冰壶运动员姿势检测和基于摩擦电效应的冰壶石违规检测系统，从而有效提高运动员的训练效率和裁判判罚的公平性。

图1. PAGCA水凝胶的制备路线以及基于PAGCA的智能违规运动检测系统

基于PAGCA的应变传感器具有较高的灵敏度和快速响应时间特点，可以精确监测冰壶运动员的各种运动姿势，从而有效提高运动员日常训练效率。此外，将PAGCA包埋入PDMS中，组装成的摩擦电传感器在零下30度仍可以正常工作，并保持良好稳定性能。集成多个摩擦电传感器，首次用于实时检测冰壶石的有效性、发球违例及刷冰状态分析。此外，摩擦电传感器还可以判断出冰壶石的具体位置并进行碰撞分析。该工作不仅为冰壶比赛中的违规检测提供了一种智能新方法，而且还展示了其在其它体育赛事中的应用前景。

论文第一作者为北京化工大学材料科学与工程学院硕士生田中原，通讯作者为北京化工大学杨丹教授。该论文得到了国家自然科学基金和中央高校基础研究基金的资助。

全文链接：https://authors.elsevier.com/sd/article/S2211-2855(24)00024-7