海藻酸钠是天然高分子多糖,由于其安全无毒,良好生物相容性等特点,因此被广泛应用于农业,生物医学中。本论文通过Fe3+与海藻酸钠交联作用与聚丙烯酰胺复合,形成具有互穿网络结构的复合水凝胶。探究了互穿结构对水凝胶的机械性能和在紫外光和电场作用下水凝胶的结构变化以及对肥料的控释效果的影响。（1）基于可控离子渗透的方式,制备了Fe3+/海藻酸钠-聚丙烯酰胺(Fe3+/SA-PAAM)均质凝胶传感器,通过改变海藻酸钠含量得到了不同均匀程度的凝胶体系。通过扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外（FTIR）等进行结构表征。并通过流变仪（DHR）、万能试验机和电化学工作站对水凝胶各项性能表征。结果表明,Fe3+与海藻酸钠交联形成的动态键,可以为Fe3+/SA-PAAM水凝胶提供更多的能量耗散位点。在粘附性测试中Fe3+/SA-PAAM水凝胶在不同基质上表现出良好的粘附性,为了进一步考察该Fe3+/SA-PAAM水凝胶用作可穿戴人体皮肤传感器的可行性,通过细胞毒性试验证实了Fe3+/SA-PAAM水凝胶具有良好的生物相容性,可以直接通过粘附在人体皮肤上作为可穿戴电子设备检测人体运动行为。（2）其次,为了进一步探究Fe3+/SA-PAAM双网络水凝胶作为控释肥料载体的性能研究,并以蒙脱土（MMT）作为填充材料进一步控释肥料载体的结构和性能的影响。通过傅里叶红外（FTIR）、热重（TG）、SEM、万能试验机等表征手段对不同复合水凝胶的结构和性能进行分析。结果表明由MMT作为填充的海藻酸钠/聚丙烯酰胺/蒙脱土-Fe3+（SPM-F）复合水凝胶具有良好的机械性能,其中SPM-F-10%水凝胶的拉伸强度和断裂应力都达到最大值,分别为0.25MPa和3000%。同时还研究了这些具有优良机械性能水凝胶作为控释肥料载体的性能。结果表明,由MMT填充的SPM-F复合水凝胶具有更高的负载率。控释实验中,探究了尿素在电场作用下从SPM-F中释放行为,由于SA受到库仑力的影响,SPM-F凝胶内部的孔隙变大,表明电场可以改变SPM-F凝胶的结构,以提供电控释放和迁移效应。此外,基于Fe3+-SA的光化学反应,在紫外光下研究了尿素从SPM-F凝胶中的控释行为,SPM-F-10%载体在紫外光作用下的化肥释放率高达98%,而未光照的SPM-F-10%载体释放率仅仅达到50%。因此,SPM-F凝胶已被证明在化肥控制释放和递送方面具有巨大的潜在价值。（3）最后,基于Fe3+-SA的光化学反应,在紫外光下Fe3+被还原为Fe2+,并使海藻酸G片段上的羧基带有自由基。从而引发了丙烯酰胺聚合,制备了具有记忆功能的双网络水凝胶。并通过流变仪（DHR）、万能试验机等表征手段对水凝胶性能分析,结果表明光致聚合的水凝胶具有稳定的机械性能。并且通过离子置换,光致聚合的水凝胶通过Fe3+溶液浸泡,赋予了Fe3+/SA-PAAM水凝胶记忆功能。然后,在EDTA-2Na溶液中Fe3+被置换出,形状记忆被消除。另外,经过Fe3+溶液浸泡,Fe3+/SA-PAAM水凝胶作为可穿戴材料,并且通过电化学工作站分析传感器在紫外光和可见光下的电信号,结果表明Fe3+/SA-PAAM水凝胶具有一定的抗紫外功能,为具有抗紫外及紫外监测性能的凝胶材料的制备提供了一个新思路。