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压力传感器工作原理压力传感器是一种用于测量物体压力的设备，它可以将压力信号转换为可读取或可感知的电信号。
压力传感器的工作原理基于不同的传感技术，下面将介绍常见的几种压力传感器工作原理。
1. 应变片式压力传感器应变片式压力传感器是一种常见的压力测量装置。
它基于金属应变片的工作原理。
当外力作用于金属弹性体上时，弹性体会产生微小的形变，这会导致应变片上的电阻值发生变化。
应变片上放置有电阻应变计，它可以感知到电阻的变化，从而转换成电信号进行测量和记录。
2. 容积式压力传感器容积式压力传感器使用一个装有活塞或膜片的隔膜室来测量压力。
当外界压力作用于隔膜上时，隔膜会产生位移，从而改变隔膜室的容积。
利用容积变化可以测量出压力的大小。
传感器通常使用敏感元件或电容器来感知容积的变化，并将其转换为电信号进行测量。
3. 压阻式压力传感器压阻式压力传感器基于电阻值随压力的变化而变化的原理。
通常使用敏感元件，如硅片或陶瓷，通过薄膜电阻的形式集成在元件中。
当外界压力作用于传感器时，薄膜电阻会发生变化。
这个变化可以通过电路进行测量，并转换为压力值。
4. 容感式压力传感器容感式压力传感器是一种基于电感值随压力的变化而变化的原理来进行测量的传感器。
传感器内部通常装有一个敏感的感知元件，当外界压力作用于传感器时，感知元件的电感值会发生变化。
这个变化可以通过电路进行感知和测量，并转换为对应的压力值。
总结而言，压力传感器的工作原理多种多样，常见的包括应变片式、容积式、压阻式和容感式等。
它们利用材料的特性和工作原理，将外界压力转换为可读取或可感知的电信号，以便测量和记录压力的数值。
这些传感器在工业、汽车、医疗等领域中得到广泛应用，为我们提供了准确和可靠的压力测量方案。
压力传感器工作原理
压力传感器是一种用于测量压力变化的传感器。
它将压力作用于感应元件上，通过感应元件产生的电信号来测量压力的变化。
压力传感器的工作原理基于感应元件的特性。
常见的工作原理包括压阻式、电容式、压电式和电感式等。
压阻式压力传感器的工作原理是利用传感器的特殊阻值材料，在受力时发生阻值的变化。
当外界施加压力时，该材料的阻值会发生相应的变化，而这个变化会通过电路连接到测量设备，进而测量压力。
电容式压力传感器的工作原理是利用传感器的感应电容原理。
传感器内部包含有两个电极，当外界施加压力时，导致电容之间的距离变化，进而引起电容的变化。
电容的变化会被电路感应并测量，从而获得压力的数值。
压电式压力传感器的工作原理是利用压电材料的特性。
当外界施加压力时，压电材料会发生形变，进而产生电荷。
这个电荷会通过电路连接到测量设备，从而测量压力的变化。
电感式压力传感器的工作原理是利用电感原理。
传感器内部包含有一个线圈，当外界施加压力时，传感器的线圈会发生形变，从而影响线圈的电感值。
通过测量电感的变化，可以获得压力的数值。
这些压力传感器的工作原理各有特点，适用于不同的应用场景。
在实际的应用中，根据具体的需求和环境条件选择适合的压力传感器是十分重要的。
压力传感器使用说明书一、产品概述压力传感器是一种通过检测介质压力变化并转换成电信号输出的装置。
本产品适用于工业自动化、气体液体流量测量等领域，具有高精度、高稳定性的特点。
二、产品特点1. 高精度检测：本产品采用先进的传感技术，能够提供高精度的压力检测，满足各种应用场景的需求。
2. 宽工作范围：压力传感器适用于多种介质，工作范围广，可靠性高。
3. 强耐压能力：传感器具备较高的耐压能力，能够在恶劣环境下稳定工作。
4. 高温性能：产品具备良好的高温适应性，能够在高温环境中正常工作。
5. 防护等级高：产品外壳采用特殊防护设计，能够有效防止灰尘和湿气的侵入。
三、安装步骤1. 确保待测介质与传感器兼容，并检查传感器型号、压力范围等参数是否与实际需求相符。
2. 清洁待测介质的连接口，确保无杂质或腐蚀物质残留。
3. 使用密封胶或垫片等密封材料，将传感器与待测介质连接口紧密连接。
4. 将传感器连接至实时监测系统或数据采集设备，并根据系统要求进行接线。
四、使用注意事项1. 避免压力超过传感器的额定范围，否则可能损坏传感器或导致不准确的测量结果。
2. 避免传感器接触腐蚀性介质，可使用密封件或防护罩等方法保护传感器。
3. 定期检查传感器连接是否紧固，确保传感器与待测介质连接密封性良好。
4. 在使用过程中，如发现传感器存在异常情况（如漏液、漏气等），应及时停止使用并联系售后服务。
5. 避免传感器受到剧烈震动或冲击，以免影响传感器的正常工作。
6. 如需维修或更换传感器，请联系售后服务中心，并遵循相关操作流程。
五、维护与保养1. 定期清洁传感器表面，避免污垢或粉尘的积聚影响传感器性能。
2. 避免接触高浓度化学物质，以防损坏传感器的密封性能。
3. 如传感器长时间不使用，建议存放在干燥、温度恒定的环境中，避免暴露于高温或潮湿环境。
4. 如需更换传感器，应按照产品说明书进行操作，确保正确连接和安装。
六、故障排除1. 传感器无输出信号：检查传感器电源是否正常连接，确保传感器供电正常。
霍尼韦尔6df6g压力传感器说明书【实用版】目录1.霍尼韦尔压力传感器概述2.霍尼韦尔压力传感器的性能特点3.霍尼韦尔压力传感器的应用领域4.霍尼韦尔压力传感器的使用方法与注意事项5.霍尼韦尔压力传感器的优缺点分析正文一、霍尼韦尔压力传感器概述霍尼韦尔压力传感器是一款由霍尼韦尔公司生产的高品质压力传感器，具有高精度、高稳定性、高可靠性等特点。
它可以将压力信号转化为标准电信号，用于测量流体、气体等介质的压力变化，广泛应用于工业、汽车、医疗、航空等领域。
二、霍尼韦尔压力传感器的性能特点1.高精度：霍尼韦尔压力传感器具有很高的测量精度，可以准确地测量压力变化，满足各种应用场景的需求。
2.高稳定性：霍尼韦尔压力传感器具有很好的稳定性，可以在长时间内保持测量精度，减少误差。
3.高可靠性：霍尼韦尔压力传感器具有较高的可靠性，可以在恶劣的环境下正常工作，降低故障率。
4.响应速度快：霍尼韦尔压力传感器具有较快的响应速度，可以实时测量压力变化，提高系统的响应速度。
5.抗干扰能力强：霍尼韦尔压力传感器具有较强的抗干扰能力，可以有效抵抗各种干扰信号，保证测量结果的准确性。
三、霍尼韦尔压力传感器的应用领域霍尼韦尔压力传感器广泛应用于工业、汽车、医疗、航空等领域，具体包括：1.工业自动化：用于流程控制、生产过程监测、设备运行状态检测等。
2.汽车行业：用于汽车发动机控制系统、刹车系统、油压检测等。
3.医疗行业：用于医疗设备、监护仪、呼吸机等。
4.航空航天：用于飞行控制系统、飞机发动机控制等。
四、霍尼韦尔压力传感器的使用方法与注意事项1.使用方法：将霍尼韦尔压力传感器与被测介质相连接，通过信号线连接到控制系统，即可实现压力信号的测量。
2.注意事项：（1）在安装时，应确保传感器与被测介质的接触良好，避免出现漏气现象。
（2）使用过程中，应注意保护传感器，防止受到机械损伤或腐蚀。
（3）在接线时，应确保接线牢固，避免线松动造成信号丢失。
压力传感器工作原理压力传感器是一种能够将压力信号转换为电信号输出的传感器，它在工业控制、汽车制造、医疗设备等领域都有着广泛的应用。
压力传感器的工作原理是通过感受外部压力的作用，产生相应的变化，并将这种变化转化为电信号输出。
下面将详细介绍压力传感器的工作原理。
1. 压力传感器的类型压力传感器根据其工作原理和测量范围的不同，可以分为多种类型，包括压阻式压力传感器、压电式压力传感器、电容式压力传感器、共振式压力传感器等。
每种类型的压力传感器都有其特定的工作原理，但其基本原理都是通过感受外部压力的作用，产生相应的变化，并将这种变化转化为电信号输出。
2. 压阻式压力传感器的工作原理压阻式压力传感器是一种通过测量电阻值变化来感知压力的传感器。
其工作原理是利用一些特殊材料的电阻随着受力的不同而发生变化。
当外部压力作用在传感器上时，传感器内部的电阻值会发生相应的变化，这种变化会被转化为电信号输出。
通常压阻式压力传感器的灵敏度较高，能够测量较小范围内的压力变化。
3. 压电式压力传感器的工作原理压电式压力传感器是一种利用压电效应来感知压力的传感器。
其工作原理是利用压电材料在受到外部压力作用时会产生电荷的变化。
当外部压力作用在传感器上时，压电材料会产生相应的电荷变化，这种变化会被转化为电信号输出。
压电式压力传感器具有较高的频率响应特性，能够测量动态压力变化。
4. 电容式压力传感器的工作原理电容式压力传感器是一种利用电容变化来感知压力的传感器。
其工作原理是利用外部压力作用在传感器上时，导致传感器内部电容值发生变化。
这种电容值的变化会被转化为电信号输出。
电容式压力传感器具有较高的精度和稳定性，能够测量较大范围内的压力变化。
5. 共振式压力传感器的工作原理共振式压力传感器是一种利用共振频率的变化来感知压力的传感器。
其工作原理是利用外部压力作用在传感器上时，导致传感器内部的共振频率发生变化。
这种共振频率的变化会被转化为电信号输出。
压力传感器工作原理引言概述:压力传感器是一种广泛应用于工业领域的传感器，它能够测量和检测物体受力后所产生的压力变化。
本文将详细介绍压力传感器的工作原理，包括其结构、工作原理、应用领域以及优缺点。
正文内容:1. 压力传感器的结构1.1 灵敏元件：压力传感器的核心部分，通常采用金属薄膜或半导体材料制成。
1.2 支撑结构：用于支撑和固定灵敏元件，通常采用金属或陶瓷材料制成。
1.3 电气连接：将压力传感器与外部电路连接的部分，通常采用导线或插头连接。
2. 压力传感器的工作原理2.1 变阻型压力传感器：2.1.1 压力作用下的电阻变化：当物体受力后，灵敏元件发生形变，导致电阻值发生变化。
2.1.2 电阻与压力之间的关系：通过测量电阻值的变化，可以推算出物体所受的压力大小。
2.2 变容型压力传感器：2.2.1 压力作用下的电容变化：当物体受力后，灵敏元件的电容值发生变化。
2.2.2 电容与压力之间的关系：通过测量电容值的变化，可以计算出物体所受的压力大小。
2.3 压阻型压力传感器：2.3.1 压力作用下的电阻变化：当物体受力后，灵敏元件的电阻值发生变化。
2.3.2 电阻与压力之间的关系：通过测量电阻值的变化，可以确定物体所受的压力大小。
3. 压力传感器的应用领域3.1 工业自动化：用于测量流体管道中的压力，实现流量控制和流体监测。
3.2 汽车工业：用于测量汽车发动机的油压、气压等参数，保证发动机的正常运行。
3.3 医疗设备：用于测量人体血压、呼吸机的气压等，提供医疗监测和治疗支持。
3.4 消费电子：用于智能手机、平板电脑等设备中的压力感应功能。
3.5 环境监测：用于测量大气压力、水压等环境参数，实现环境监测和预警。
4. 压力传感器的优点4.1 精度高：能够提供高精度的压力测量结果。
4.2 可靠性强：具有较长的使用寿命和稳定的性能。
4.3 体积小：适用于空间有限的场景。
4.4 响应速度快：能够实时测量和反馈压力变化。
mems压力传感器原理一、MEMS压力传感器的概述MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）是微电子机械系统的缩写，是一种微型化的电子机械系统技术。
MEMS压力传感器是利用微电子技术制造出来的一种能够测量气体或液体压力大小的传感器，具有体积小、重量轻、响应速度快等特点，在工业自动化控制、医疗仪器、汽车电子等领域得到广泛应用。
二、MEMS压力传感器的结构1. 压力敏感元件MEMS压力传感器最重要的部分是压力敏感元件，它通常由硅晶片制成。
硅晶片上有许多微小的结构，如薄膜、梁等，这些结构可以随着外部压力变化而产生形变，并将形变转换为电信号输出。
2. 支撑结构支撑结构通常由玻璃或陶瓷等材料制成，它可以保持硅晶片在正常工作时不受外界干扰和损坏。
3. 信号处理电路信号处理电路主要包括放大器和滤波器等组件，用于将从压力敏感元件输出的微弱信号放大并滤波，以便进行后续处理和分析。
三、MEMS压力传感器的工作原理MEMS压力传感器的工作原理基于压阻效应和电容效应。
1. 压阻效应当外界气体或液体压力作用在硅晶片上时，硅晶片会发生形变。
由于硅晶片具有特殊的电阻率，其电阻值会随着形变而发生变化。
因此，通过测量硅晶片的电阻值变化可以得到外界压力大小。
2. 电容效应MEMS压力传感器还可以利用电容效应来测量外界压力大小。
当外界气体或液体压力作用在硅晶片上时，硅晶片与支撑结构之间的距离会发生微小变化。
这种微小变化会导致硅晶片与支撑结构之间的电容值发生变化。
因此，通过测量硅晶片与支撑结构之间的电容值变化可以得到外界压力大小。
四、MEMS压力传感器的优缺点1. 优点（1）体积小、重量轻：MEMS压力传感器体积小、重量轻，可以方便的集成到各种设备中。
（2）响应速度快：MEMS压力传感器响应速度快，可以实现实时监测和控制。
（3）精度高：MEMS压力传感器具有较高的精度和稳定性。
2. 缺点（1）受温度影响大：MEMS压力传感器对温度变化比较敏感，需要进行温度补偿。
压力传感器是什么原理
压力传感器是一种能够测量压力变化的装置。
它的工作原理主要基于以下几种原理：
1.电阻变化原理：压力传感器内部包括一个弹性变形的元件，并通过电阻传感器测量其阻值的变化。
当外部受力施加在该元件上时，元件会发生形变，进而导致其阻值发生变化，通过测量阻值的变化即可得知压力的变化。
2.电容变化原理：压力传感器内部包括两个带电性质的电极，当施加压力时，电极之间的距离发生变化，进而改变了电容的数值。
通过测量电容的变化即可得知压力的变化。
3.压电效应原理：压力传感器内部包括一种称为压电晶体材料的元件。
当该晶体受到压力时，其内部结构发生变化，导致产生电荷。
测量所产生的电荷大小即可得知压力的变化。
4.挠性变形原理：压力传感器内部包括一个弯曲或弯折的弹性杆件，当受到压力时，弹性杆件发生弯曲或弯折变形。
测量杆件的形变程度即可得知压力的变化。
以上是常见的几种压力传感器的工作原理，不同类型的压力传感器可能会使用不同的原理，但其基本原理是通过测量变化的电阻、电容、压电效应或形变来实现对压力的测量。
压力传感器概述压力传感器是能感应压力信号，并按照一定的规律将压力信号转换成可用输出电信号的器件或装置，它是工业控制、临床医疗、航空航天及军事等领域中应用最广泛的传感器之一［49］。
1、超弹纳米纤维气凝胶压力传感器碳基气凝胶因具有导电性好、化学稳定性佳、比表面积大等特点而在传感和电子设备等领域具有潜在应用前景［50-52］。
现有的纳米碳基气凝胶主要有富勒烯气凝胶、石墨烯气凝胶、碳纳米管气凝胶和碳纳米带泡沫［53-57］。
但是，这些碳源主要来自于不可再生的化石能源，制备过程使用有毒试剂且设备复杂、技术要求高、生产率低下［58-59］。
因此，亟需开发可宏量制备、力学性能优异、制备成本低、方法简单环保的碳基气凝胶。
纳米纤维为骨作者以生物质材料魔芋葡甘聚糖（KGM）作为碳源，柔性SiO2架，利用三维网络重构的方法将自然界中资源丰富的KGM制备成密度可调、形状/C复合气凝胶（CNFAs）。
其制备流程如图10-26（a）所示，大小可变的超弹SiO2首先结合静电纺丝和溶胶—凝胶法制备出平均直径为218nm的SiO纳米纤维，2纳米纤维（占KGM的20wt%）分散到水中形成均质纳米纤维浆液，随然后将SiO2后再将KGM粉末和NaOH（占KGM的1wt%）加入纤维浆液中并进一步搅拌得到分散液，经过真空烘箱脱气后将分散液冷冻成型，随后再通过真空干燥过程制备得纳米纤维复合气凝胶（KNFAs）。
为了提高气凝胶的力学性能，将上到KGM/SiO2述KNFAs在90℃加热进行脱乙酰化处理，然后再经过850℃碳化形成由SiO/C2核—壳结构纳米纤维组成的CNFAs，最终气凝胶的含碳量为40wt%。
KGM分子链由摩尔比为1/1.6的葡萄糖（G单元）和甘露糖（M单元）按β-1，4键连接而成［60］。
每条糖链上的C6位置连接乙酰基，并且大约每19个糖单元有1个乙酰基［61］。
KGM分子在热NaOH作用下可使分子链上的乙酰基转化为羟基，从而通过强氢键作用使气凝胶具有稳定的黏结结构［62］。
并且在随后的碳化过程中，KGM逐渐分解形成稳定的石墨结构，赋予CNFAs弹性回复性。
此外，碳化过纳米纤维因具有良好的热稳定程会引起气凝胶发生明显的体积收缩，然而，SiO2性，避免了气凝胶产生塌陷，研究发现SiO纳米纤维含量为20wt%时能使CNFAs2结构保持稳定。
图10-26 （a）CNFAs的制备流程示意图；（b）～（d）不同放大倍数下CNFAs的SEM图由于冷冻成型的过程伴随着冰晶生长，这也使得纳米纤维构成了高度有序的蜂巢结构，有效提升了材料的结构稳定性。
图10-26（b）～（d）展示了CNFAs 在两个不同尺度上三个层级的SEM图：胞腔（10～30μm），纤维腔壁（1～2μm）和纳米纤维（50～300nm）。
由于纤维上KGM的碳化，CNFAs比KNFAs具有更低的黏合性和更高的孔隙率。
CNFAs蜂巢结构的形成机理是：在冷冻成型过程中，溶剂凝固形成冰晶，冰晶生长的前端排挤纳米纤维使纤维聚集在两个冰柱间，纤维间紧密堆叠、相互缠绕，形成三维网络结构，同时，分散液中析出的KGM逐渐纳米纤维表面［64-65］，最终经过真空干燥使冰在纤维表面沉积，均匀包裹在SiO2晶直接升华，纤维即形成蜂窝状胞腔结构。
CNFAs的蜂窝状胞腔结构使其展现出了优异的形状记忆功能和机械稳定性，解决了普通陶瓷气凝胶脆性大、弹性差等缺陷。
与蜂窝状结构材料相似，CNFAs 的压缩应力—应变（σ—ε）曲线具有三段明显的形变区域［55-66］［图10-27（a）］：ε＜20%范围的线弹性形变区，该区域的弹性模量为2.3kPa，主要由纤维腔壁的弹性弯曲引起；20%＜ε＜60%的平台区，记录了纤维腔壁的弹性屈曲；ε＞60%的塑性形变区，在此区域内压缩应力急剧增加，在应变为80%时应力最大达到10.6kPa，优于具有同等密度的其他生物质衍生气凝胶［67］。
图10-27（b）展示了纳米纤维腔壁在压缩过程中发生的反转变化，纤维腔壁在扭曲和反转过程中可以很大程度上吸收压应力，这对于CNFAs的弹性回复起着重要作用。
图10-27 （a）CNFAs不同压缩应变下的压缩回复曲线（插图为其压缩测试过程）；（b）气凝胶零泊松比原理示意图；（c）CNFAs压缩应变50%条件下1000次循环疲劳测试曲线；（d）杨氏模量、能量损耗因子和最大应力随压缩循环次数的变化曲线；（e）CNFAs在不同交变频率下的储能模量、损耗模量和损耗角为了进一步说明CNFAs具有优异的机械性能，在应变为50%条件下对其进行1000次压缩循环测试［图10-27（c）］，从图中可以看出CNFAs在1000次循环后应变仅为4.3%，展现出优异的服役性能和耐久性。
同时，图10-27（d）表明CNFAs在1000次压缩循环测试后，其杨氏模量、能量损耗因子和最大应力仍然保留初始的75%。
此外，CNFAs良好的结构稳定性也使得其具有稳定的压缩回弹性。
如图10-27（e）所示，当交变频率在1～100Hz变化时，CNFAs的储能模量、损耗模量及损耗角几乎都保持稳定。
同时，气凝胶形变回复速度快，应变最高可达600%/s，明显高于传统碳气凝胶（＜250%/s），因此，其在受力形变后可快速回复到原来的形状［68-69］。
由于纤维表面包覆了纳米碳层，CNFAs体现出了优异的导电性。
高连续性的碳纳米纤维网络和连通的纤维胞腔结构赋予了CNFAs理想的导电传输路径，因而机械性能优良的蜂巢结构材料对微小应力表现出高灵敏的响应性。
图10-28（a）为CNFAs和其他生物质气凝胶的电导率（κ）—密度（ρ）曲线，体积密度为5.2mg/cm3的CNFAs的κ为0.21S/cm，优于其他生物质碳气凝胶［70-74］，并且κ和ρ之间的关系为：κ≈ρ1.4。
图10-28（b）为加载和卸载应力时材料的比电阻（Rt /R）随ε（最大ε分别为20%、40%、60%和80%）的变化，当施加的ε较大时，由于气凝胶中纤维框架堆积更密实，导电通路路程更短，因而气凝胶的Rt /R变小；当应变减小时，Rt /R又可回复至其初始值。
当压缩应变为80%时，比电阻线性减少，表明气凝胶在较大压缩应变下胞壁相互接触速度减缓［75］。
图10-28 （a）不同材料的电导率—密度曲线；（b）比电阻—压缩应变曲线；（c）CNFAs对豌豆加载和卸载的响应性能；（d）气凝胶用于监测人颈部脉搏的测试CNFAs优异的压缩回弹性和良好的导电性赋予了材料对微小压力的灵敏感应性能。
如图10-28（c）所示，一颗质量为105mg的豌豆（压力约10Pa）在CNFAs 传感芯片上重复加载和卸载，在豌豆加载和卸载过程中，可以观察到感应电流呈周期性增大和减小，表明此压力传感器对微小的压力具有很高的灵敏度。
为了进一步证明CNFAs在压力传感方面的应用性能，将气凝胶用绷带贴在人体颈部动脉处［图10-28（d）插图］，测试了气凝胶对动脉脉搏跳动的响应性能，图10-28（d）为人体脉搏跳动72次/min条件下，响应电流变化率随时间的变化，证明CNFAs传感器可检测到脉搏的微小改变，其在实时检测人体脉搏领域有着巨大的潜在应用［76］。
2、超弹纳米纤维水凝胶压力传感器作为一种质地柔软且高含水性材料，水凝胶因具有良好的刺激响应性、抗污染性以及环境友好性而广泛应用于传感与检测、驱动器及组织工程等多个领域［77-80］。
然而现有水凝胶材料因凝胶网络吸水溶胀后形变通常不可回复，导致力学性能较差。
因此，亟需开发吸水性高、力学性能好的水凝胶材料。
作者以SiO纳米纤维为构筑基元，海藻酸钠为凝胶聚合物，通过三维网络重2构和金属离子交联，得到了具有稳定交联网络结构的纳米纤维水凝胶（NFHs）。
其制备流程图如图10-29（a）所示，首先采用溶胶—凝胶静电纺丝技术制备柔纳米纤维，纤维平均直径为206nm，然后将其与海藻酸钠共同加入水中制性SiO2备均质海藻酸钠/SiO纳米纤维分散液，海藻酸钠与纤维表面的硅羟基以强氢键2纳米纤维因斥力作用而分散开来。
结合从而包裹在纤维表面，使相互缠结的SiO2经过真空脱气后，将分散液置于干冰/丙酮浴中进行冷冻成型，随后再经过真空干燥得到海藻酸钠/SiO纳米纤维复合气凝胶（NFAs）。
为了进一步使纳米纤维2网络结构产生弹性黏结，将NFAs浸入Al3+的水溶液中使海藻酸钠产生离子交联从而得到NFHs［图10-29（b）］［81］，其最高水含量达到99.8wt%，相应固含量仅为0.2wt%，水含量远远高于以往报道的水凝胶材料［82］。
图10-29 （a）NFHs的制备流程示意图；（b）含水量为99.8%NFH的光学照片；（c）～（e）海藻酸钠/SiO2复合纳米纤维、海藻酸盐凝胶以及离子交联单元形成的三级水合纳米纤维网络NFHs中的纳米纤维网络结构由包覆有海藻酸钠的SiO2纳米纤维组成［图10-29（c）］。
其中海藻酸盐的分子链由古洛糖醛酸钠（G单元）和其立体异构体甘露糖醛酸钠（M单元）按β-1，4糖苷键连接而成［83-84］，在水环境中海藻酸钠链上的G单元可以被多价金属离子进行离子交联（如Al3+），从而在水中形成凝胶网络［85］，如图10-29（d）和（e）所示。
经铝离子交联后形成不溶于水的海藻酸铝凝胶，从而使纤维水凝胶具有良好的机械性能和弹性。
然而离子交联过程中，由于毛细吸水力作用会引起海藻酸铝凝胶体积收缩，而机械性能稳定的SiO2纳米纤维可以避免收缩。
实验发现30wt%（相对于固含量）的SiO2纳米纤维即可保证NFHs体积不收缩。
所制备的NFHs在微观尺度上具有高度有序的蜂窝状胞腔结构，图10-30（a）～（c）展示了NFHs在不同放大倍数的SEM图：胞腔（10～30μm），纤维腔壁（1～2μm）和纳米纤维（100～200nm）。
图10-30 NFHs在不同放大倍数下的纤维多级孔结构SEM图NFHs独特的蜂窝状胞腔结构使材料具有优异的形状记忆功能，解决了现有水凝胶材料脆性大、弹性差等问题。
在水环境下NFHs表现出稳定的机械性能，能承受很大程度的压缩而不出现裂痕。
图10-31（a）为NFHs在不同压缩应变下的σ—ε曲线，其展现了胞腔网络结构的三段明显形变区域［55-66］：ε＜12%为线弹性或虎克弹性区，12%＜ε＜60%为平台区，以及ε＞60%为塑性形变区，此区域应力急剧增加。
当ε＞80%时比应力最大为1.13kPa/cm3，显著优于具有相同水含量的其他水凝胶材料。
为了进一步证明NFHs具有优异的力学性能，在应变为50%条件下对其进行1000次压缩循环测试［图10-31（b）］，结果表明100次循环后NFHs的塑性形变仅为4.6%，1000次循环后塑性形变仅为9.5%，展现出了优异的服役性能和耐久性。
