如果你收看了最近的超级碗比赛，就不难体会到裁判的决定在决定比赛结果方面的关键作用。慢动作回放和近距离观察的眼睛有帮助，但一种新的传感器技术很快就能为官员提供一个更可靠的工具。根据最近发表在ACS应用纳米材料杂志上的一项研究，研究人员创造了一种混合纳米发电机传感器，它是自供电的，可以提高判决的准确性，不仅如此，还可以加强拳击手和板球运动员的训练过程。
传感器的广泛使用和它们的日益简单化为体育界带来了新的可能性。这些传感器可以为裁判员、教练员和球员提供深入的见解，但要做到这一点，它们必须是紧凑的、可自我维持的，并且具有成本效益。
有两项技术非常适合于此，即摩擦纳米发电机（TENG）和压电纳米发电机（PENG）。两者都是通过将机械能转换为电能来工作的，尽管方式不同。
一个混合纳米发电机供电的传感器，在一把尺子上面展示，可以帮助改善拳击和板球的性能和游戏性。资料来源：ACS应用纳米材料，2023，DOI: 10.1021/acsanm.2c04731
当组合成一个混合纳米发电机时，它们各自的缺点可以得到找补，但这些设备迄今未能找到许多实际应用。因此，印度理工学院的Nishat Kumar Das、Om Priya Nanda和Sushmee Badhulika想创造一个由混合纳米发电机驱动的传感器，可以用来监测拳击和板球的实际表现。
为了制造他们的传感器，研究人员用锂修饰的氧化锌钛制造了纳米纤维。这些纤维与铜、一种特殊的胶带和其他具有某些特性的薄膜分层，以制造TENG或PENG。PENG被安装在板球棒和球杆上--类似垒球。如果球接触到传感器，它就会产生电压，可以用来确定判罚。
在练习期间使用时，它提供了与挥杆的准确性和力量相对应的数据，响应时间约为0.02秒。然后，他们将这种PENG与TENG结合起来，制成一个混合纳米发电机，然后将其中的四个安装在一个拳套的不同部位。这些设备可以区分拳击中使用的六种不同类型的拳头，以及每种拳头的速度，为选手和他们的教练提供关于他们风格的信息。研究人员说，这项工作可以为探索纳米发电机在体育领域的其他应用铺平道路。