文章主要内容

       随着电子设备的高度集成化与柔性化发展，电磁干扰问题日益突出。针对传统金属电磁屏蔽材料普遍存在质量大、柔韧性差且易产生二次反射污染等问题，杭州师范大学朱雨田教授和辽宁石油化工大学赵桂艳教授在《高分子学报》发表综述，系统总结了近年来水凝胶在柔性电磁屏蔽领域的研究进展。文章围绕水凝胶独特的高含水网络结构，重点解析了其在电磁波吸收、阻抗匹配和多重损耗方面的物理机制，归纳了不同类型导电水凝胶的构筑策略，并总结了其在辐射防护、信息安全和智能传感等方面的应用潜力。该综述旨在为新一代轻质、柔性、吸收主导型电磁屏蔽材料的设计提供系统性的理论参考与研究思路。

图1 水凝胶基电磁干扰屏蔽材料的机制、增强策略及应用。

文章背景

电磁辐射广泛存在于通信设备、可穿戴电子、医疗仪器及智能终端等应用场景中，过量电磁干扰不仅会影响设备的稳定运行，还可能带来潜在的健康与信息安全风险。传统电磁屏蔽材料多依赖金属或高填料含量的导电复合材料，虽然能够实现较高的屏蔽效能，但通常存在质量大、柔性差、易产生二次反射等问题，难以满足柔性电子与可穿戴系统对材料“轻、薄、软、可拉伸”的综合需求。

水凝胶是一类由三维高分子网络与大量水分子构成的软材料，兼具良好的柔韧性与结构可设计性。水凝胶内部水分子、孔隙结构与导电网络之间的协同作用，使其在电磁波吸收与能量耗散方面表现出独特优势，成为柔性电磁屏蔽材料研究的新兴方向。

文章概述

该综述首先从电磁屏蔽的基本理论出发，系统阐述了水凝胶材料中电磁波的反射、吸收与多重反射损耗机制。研究表明，水凝胶中的水分子在交变电磁场中可发生取向极化，显著增强介电损耗；同时，水凝胶的多孔结构能够延长电磁波的传播路径，促进多次散射与能量衰减，从而实现以吸收为主导的电磁屏蔽模式。

在此基础上，文章根据导电机制与结构特征，将水凝胶基电磁屏蔽材料的构筑策略归纳为几类典型体系。第一类是通过引入金属纳米材料、碳基材料或MXene等填料，在水凝胶内部构建连续导电网络，实现较高的电导率与屏蔽效能。第二类是基于本征导电聚合物的水凝胶体系，通过分子层面的协同设计，在保证柔韧性的同时提升电磁损耗能力。此外，文章还总结了通过仿生结构、梯度结构和微电容网络设计来优化阻抗匹配、降低水凝胶屏蔽材料反射损耗的最新研究进展。

在应用层面，综述重点介绍了水凝胶电磁屏蔽材料在辐射防护、个人信息防护和柔性电子器件中的潜在应用。例如，利用水凝胶良好的贴合性与柔性，可实现对复杂曲面电子器件的有效屏蔽；基于电磁信号变化的屏蔽效应，还可用于构建无需直接通电的柔性传感系统。与此同时，文章还关注了刺激响应型水凝胶在动态调控电磁屏蔽性能方面的研究进展，为智能化和自适应电磁防护提供了新的材料平台。

研究展望

该综述指出，尽管水凝胶基柔性电磁屏蔽材料已展现出广阔的应用前景，但在长期稳定性、环境适应性以及规模化制备等方面仍面临挑战。未来研究可进一步聚焦于低填料含量下高效导电网络的构筑、多功能一体化设计以及屏蔽性能与力学性能的协同优化。随着材料设计、结构调控与应用场景的不断拓展，水凝胶有望在柔性电子与智能防护领域发挥更加重要的作用。

本文发表在《高分子学报》2026年第3期。第一作者为王俣琦，通信联系人为杭州师范大学朱雨田教授和辽宁石油化工大学赵桂艳教授。

引用本文

王俣琦, 常晓华, 陈建闻, 余德翔, 陈蕤, 赵桂艳, 朱雨田. 水凝胶基柔性电磁屏蔽材料研究进展 . 高分子学报, 2026, 57(3), 636-653.Wang, Y. Q.; Chang, X. H.; Chen, J. W.; Yu, D. X.; Chen, R.; Zhao, G. Y.; Zhu, Y. T. Research progress on hydrogel-based flexible electromagnetic shielding materials. Acta Polymerica Sinica (in Chinese), 2026, 57(3),636-653.