研究团队首先利用溶剂热法制备了具有优异磁损耗能力的CoFe₂O₄纳米颗粒，然后通过原位聚合使聚苯胺均匀包覆于其表面，构建出兼具导电性与磁性的PANI@CoFe₂O₄复合纳米粒子。随后，将其引入聚丙烯酰胺(PAM)/甘油(Gly)网络中，成功制备出PG/P@CoFe多功能有机水凝胶。该结构不仅形成了稳定的导电网络，还构筑了电损耗与磁损耗协同作用体系，从而显著提升材料对电磁波的衰减能力。

性能测试表明，经过优化后的水凝胶电导率达到0.55 S·m⁻¹，X波段平均电磁屏蔽效能达到50.27 dB。同时，材料保持优异的压缩强度和柔韧性，并通过甘油构筑稳定氢键网络，大幅提升保水性能。

此外，该水凝胶还表现出良好的热管理能力。当置于80 ℃热源上时，其表面温度始终明显低于热源温度，展现出优异的隔热性能效果。在人体皮肤表面测试中，覆盖水凝胶后的区域能够有效降低红外热信号暴露。

更重要的是，该材料兼具高灵敏应变传感能力。水凝胶贴附于人体关节、手腕、手指、膝盖以及喉部后，能够实时捕捉不同幅度的运动和微小生理信号变化，并输出稳定的电阻响应信号，为智能健康监测、人机交互和柔性传感器应用提供了可能。

图1. PG/P@CoFe有机水凝胶制备流程图

图1展示了PG/P@CoFe有机水凝胶的制备路线。研究人员首先通过溶剂热法合成CoFe₂O₄纳米颗粒，再利用原位聚合使聚苯胺均匀包覆于其表面，形成兼具导电性和磁性的PANI@CoFe₂O₄复合填料，随后将其引入PAM/Gly水凝胶网络中构筑三维多孔结构。该设计实现了导电组分、磁性组分和柔性基体的有机结合，为后续优异的电磁屏蔽、红外隐身及应变传感性能奠定了结构基础。

图2. PANI@CoFe₂O₄复合粒子及水凝胶微观结构表征

图2通过SEM、TEM、FTIR及XRD等表征手段证明了PANI@CoFe₂O₄复合粒子的成功构筑及其在水凝胶中的均匀分散。结果表明，聚苯胺有效包覆在CoFe₂O₄表面，不仅改善了颗粒分散性，还形成了连续导电网络和丰富异质界面。三维多孔结构能够提供更多电磁波传播路径和界面极化中心，有利于提升材料的电磁损耗能力和整体稳定性。

图3. 水凝胶电磁屏蔽性能测试结果

图3系统展示了水凝胶在X波段的电磁屏蔽性能。随着PANI@CoFe₂O₄含量增加，材料电导率不断提高，电磁屏蔽效能显著增强，其中4-PG/P@CoFe样品的平均屏蔽效能达到50.27 dB。进一步分析发现，吸收损耗(SEA)始终高于反射损耗(SER)，说明材料以吸收型屏蔽机制为主。其优异性能来源于导电网络产生的导电损耗、CoFe₂O₄带来的磁损耗、丰富界面引起的极化损耗以及三维多孔结构产生的多重反射和散射协同作用，从而实现高效电磁波衰减。

图4. 水凝胶隔热性能测试结果

图4展示了水凝胶的隔热能力。在80 ℃热源条件下，水凝胶表面温度始终显著低于热源温度，表现出优异的隔热性能。其原因在于甘油与水形成的氢键网络降低了热传导效率，而三维多孔结构则有效抑制热对流过程。当将水凝胶覆盖于人体皮肤表面时，红外热成像信号明显减弱，使目标区域与周围环境温度接近，展现出良好的隔热效果。

图5. 水凝胶人体运动监测应用展示

图5展示了水凝胶作为柔性应变传感器的应用性能。由于PANI@CoFe₂O₄构建的稳定导电网络能够在形变过程中保持连续性，因此材料表现出优异的灵敏度和信号稳定性。无论是皱眉、发声等微小生理活动，还是手指、手腕、肘部和膝关节的大幅度运动，水凝胶均能产生规律且可重复的电信号响应，说明其具备良好的实时监测能力，可广泛应用于智能穿戴设备、健康监测系统以及人机交互领域。