□本报通讯员 汤子涵 董晓萌

在游泳训练中，如何持续精准追踪运动员的心率状态？在溺水救援时，如何快速感知溺水者的生命体征？在海洋生物研究时，如何在不干扰其自然行为的前提下追踪生物的活动轨迹？……水下生命体监测一直是科学家们面临的难题。

近期，浙江大学教育学院体育学系彭玉鑫研究团队联合高分子研究团队研发出一种如创可贴般柔软、轻薄的柔性电子贴片。该电子贴片能瞬时贴合在生物体表，实现心率、体温等生命体征的实时捕捉，为生态追踪、运动监测带来了变革。

“刚开始尝试研发水下运动监测设备，是希望为浙江省游泳队的训练提供更精准的技术支持。”此前，彭玉鑫团队在人体健康监测领域积累了丰富的经验，他们将体育工程、机械电子与材料科学融合，用弯曲传感器捕捉关节的细微运动，用足底压力鞋探测步态的细微变化，研发的跨界跨项单板滑雪监控系统曾为备战冬奥会提供了重要的数据支撑。

然而，从陆地到水下，环境差异巨大，技术路径也需要改变。“前期我们摸索了两三年，发现要实现水下运动监测，最关键的是解决设备黏附问题。”彭玉鑫说。

运动人体科学专业2022级硕士研究生陈雪垠是这项研究的骨干成员。本科就读于材料工程专业的她，在彭玉鑫的鼓励下尝试将体育科学与材料工程深度融合，并与高分子研究团队合作，共同研制出一种具备快速强黏附特性的水凝胶材料，实现了水下黏附技术的突破。这种水凝胶材料具有三大突破性特点：一是超快的水下黏附特性，仅需10秒即可形成强力黏附；二是卓越的界面韧性，具有较强的抗断裂、抗撕拉能力；三是能与人体组织高度兼容。

依托于水下黏附技术的突破，团队在水凝胶材料中嵌入了柔性多模态生物传感贴片，设计出仅8克重的“防水防汗多生理监测柔性贴片”。游泳者只需将其贴在胸前，它便能通过强大的水下黏附力，在剧烈运动和水流冲击中稳定工作，实时同步采集心率、体温、呼吸波形甚至身体姿态等多种生理与运动信号。

技术的价值在于解决现实问题。为此，团队从实验室走向真实水域，除了开展人体测试外，还将传感器附着在鲇鱼上，并在杭州西湖进行了超过30分钟的连续高分辨率水下运动轨迹追踪。实验显示，团队研发的水凝胶材料能实现无创、快速的生物传感器附着，并且适用于不同物种。同时，经过反复验证，团队发现贴片不仅适配性强，能在皮肤、织物、乳胶等表面牢固黏附，而且具有长期稳定性与耐储存性，能重复使用。

基于研究成果，团队成功开发出标准化卷对卷制备工艺，让干凝胶得以规模化生产，为推动贴片走出实验室走向市场打通了“最后一里路”。这预示着一个广阔的未来：运动员的水下训练可以更科学地优化；高风险作业的潜水员能获得实时的安全监护；溺水救援可以更加快速、有效地开展，而海洋生物学家梦寐以求的对海洋生物进行长期、无侵扰、精准化的生理生态监测，也变得触手可及。

“体育工程并不仅限于运动应用，还能够为水下救援、深海探测等多个领域提供技术支持。”彭玉鑫表示，未来，团队将继续发挥学科交叉融合的优势，聚焦水下世界，探索更多水下的“生命密码”。