近日，暨南大学教授苏炳添、李风煜合作，对各向异性水凝胶在运动监测领域进行了全面综述，可帮助研究者系统理解该领域的研究现状，为各向异性水凝胶传感器设计开发提供指导。相关综述发表于《细胞报告-物理科学》。

人体运动是生物体内部最复杂精妙的生物力学过程之一。由此产生的多维信号涵盖从基础生理状态到高级神经调控的各个层面。对这些信号的精准监测在竞技体育、运动康复、人机交互及先进诊断领域具有关键意义。因此，通过可穿戴设备实现持续实时监测，用以提升运动表现并评估健康状态的需求日益增长。

同时，人体生物系统（如肌肉、皮肤和关节软骨）呈现独特的分层结构，各向异性取向延伸至宏观尺度，这种有序结构对产生独特各向异性功能至关重要。凭借其高含水量、卓越生物相容性及类组织力学特性，水凝胶被视为构建“电子皮肤”的理想材料。各向异性水凝胶传感器（AHS）凭借独特的仿生结构设计，实现了复杂运动信息的精准解耦与多尺度传感，成为运动监测领域的研究热点。

“尽管学术界已积累了大量实践成果，对运动监测领域的各向异性水凝胶传感器仍缺乏系统分析，对先进设计策略也尚未形成全面梳理。”作者写道。他们系统阐释了肌纤维排列、AHS设计与运动监测之间的关联，揭示了AHS的仿生设计原理及其提升运动监测效率的关键作用。同时也聚焦AHS材料的多尺度应用，如微生理信号采集、关节运动分析及现场运动监测。可帮助研究者系统理解该领域的研究现状，为设计开发更高性能的传感器提供指导，在运动监测领域具有重要意义。

各向异性水凝胶传感器(AHS) 的仿生设计与运动监测。图片：苏炳添、李风煜

研究者表示，当前，AHS已在结构调控与功能适配方面取得显著突破，但仍面临长期稳定性不足、多性能协同优化难、规模化制备成本高等挑战。因此，未来AHS设计需重点在三个方面展开深入研究：一是多物理场协同调控；二是跨尺度设计，从材料、器件到系统的全链条优化；三是多模态传感能力，更全面地监测运动状态或身体指标。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2026.103117