CN101656499B - 光致伸缩膜及具有该光致伸缩膜的光致伸缩驱动器 - Google Patents

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Abstract

一种光致伸缩驱动器，其包括固定座及光致伸缩膜。所述光致伸缩膜固定于所述固定座上，并沿远离所述固定座的方向延伸。所述光致伸缩膜包括基层及夹杂层。所述夹杂层内分散有光致伸缩物质。所述夹杂层平行设置于所述基层上。所述光致伸缩物质包括多根线型纳米碳管丝。所述多根线型纳米碳管丝的轴向分布方向皆平行于该光致伸缩膜的伸缩方向。在夹杂层中分散的多根与光致伸缩膜伸缩方向平行的线型纳米碳管丝，可有效增加光致伸缩膜的应变量，并且可藉由光致伸缩膜内所含的线型纳米碳管丝的数量与长度来控制光致伸缩膜的应变量的大小。同时，由于光线照射到线型纳米碳管丝上时所产生的应变力较为集中，因此该光致伸缩驱动器的灵敏性将得到提高。

Description

光致伸缩膜及具有该光致伸缩膜的光致伸缩驱动器
技术领域
本发明涉及微光机电领域，尤其涉及一种光致伸缩膜及具有该光致伸缩膜的光致伸缩驱动器。
背景技术
碳纳米管具有许多庞大应用潜力的特性，如弹道电子传输，场致发光效应等。目前已有利用碳纳米管薄膜制成的光致伸缩驱动器，该光致伸缩驱动器可直接用光线来控制机械的运动。一般光致伸缩驱动器由座体及伸缩悬臂组成。而伸缩悬臂是由透明高分子弹性材料的光致伸缩薄膜制成。该光致伸缩薄膜中夹杂着许多微小的单壁碳纳米管颗粒，这些单壁碳纳米管颗粒受光线照射后，会激发单壁碳纳米管颗粒形成电子电洞(Electron-hole Pairs)对，从而在伸缩悬臂内形成静电场，单壁碳纳米管颗粒因受静电力作用而驱使整个伸缩悬臂产生应变，从而形成驱动力。然而，在光致伸缩膜中分布的所述单壁碳纳米管颗粒，其长度较短，且排列杂乱。故有光照射单壁碳纳米管颗粒上时，其所产生的静电场作用力会分散到不同方向，因此影响到光致伸缩驱动器的灵敏性与应变量。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可集中静电场作用力的光致伸缩膜及具有该光致伸缩膜的光致伸缩驱动器。
一种光致伸缩膜，其包括基层及夹杂层，所述夹杂层内分散有光致伸缩物质，所述夹杂层平行设置于所述基层上。所述光致伸缩物质包括多根线型纳米碳管丝，所述多根线型纳米碳管丝的轴向方向皆平行于该光致伸缩膜的伸缩方向。
一种光致伸缩驱动器，其包括固定座及光致伸缩膜。所述光致伸缩膜固定于所述固定座上，并沿远离所述固定座的方向延伸。所述光致伸缩膜包括基层及夹杂层。所述夹杂层内分散有光致伸缩物质。所述夹杂层平行设置于所述基层上。所述光致伸缩物质包括多根线型纳米碳管丝，且该多根线型纳米碳管丝的轴向方向皆平行于该光致伸缩膜的伸缩方向。
与现有技术相比，在夹杂层中分散的多根与光致伸缩膜伸缩方向平行的线型纳米碳管丝，可有效增加光致伸缩膜的应变量，并且可藉由光致伸缩膜内所含的线型纳米碳管丝的数量与长度来控制光致伸缩膜所产生的应变量的大小。同时，由于光线照射到线型纳米碳管丝上时所产生的应变力较为集中，因此该光致伸缩驱动器的灵敏性将得到提高。
附图说明
图1是本发明提供的一种光致伸缩驱动器的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明作更进一步的说明，举以下较佳实施方式并配合附图详细描述如下。
请参阅图1，为本发明实施方式提供的一种光致伸缩驱动器100，其包括固定座10及光致伸缩膜11。所述光致伸缩膜11从固定座10的一表面101上沿远离固定座100的方向N延伸。本实施方式中，所述光致伸缩膜11呈长片状。
所述固定座10用于支撑固定所述光致伸缩膜11的一端，以及将该光致伸缩驱动器100固定于其他装置上，如微电机之转子上。
所述光致伸缩膜11包括基层111，夹杂层112以及反射层113。所述基层111由弹性透明材料制成。所述基层111可以采用丙烯酸酯橡胶、聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯或聚苯二甲酸乙二醇酯等材料制成。本实施方式中，所述基层111采用透明的丙烯酸酯橡胶制成。
所述夹杂层112内分散有光致伸缩物质121，所述光致伸缩物质121为线型纳米碳管丝，且该多根线型纳米碳管丝的轴向方向皆平行于光致伸缩膜11的伸缩方向。优选地，该多根线型纳米碳管丝的轴向长度与所述光致伸缩膜11沿伸缩方向的长度相当。该线型纳米碳管丝是由多条碳管编织而成的长而直的纳米碳管丝，其可以为金属型纳米碳管丝，也可以为半导体型纳米碳管丝，还可以为由金属型及半导体型纳米碳管丝混合而成的混合型纳米碳管丝。在本实施方式中，所述光致伸缩物质121为由金属型及半导体型纳米碳管丝混合而成的混合型纳米碳管丝。该线型纳米碳管丝沿该光致伸缩驱动器100的作动方向平行放置，以控制光效应变力的方向。
在使用中，所施加在该光致伸缩膜11上的光线，如可穿透该夹杂层112的红外线，照射在该光致伸缩物质121上，由于所述光致伸缩物质121分散有线型纳米碳管丝，其所产生的应力方向将集中沿着纳米碳管丝的轴向延伸，不会向任意方向扩散。而且该光致伸缩驱动器100的应变量也可由线型纳米碳管丝的数量与长度来控制。可以想到的是，其数量愈大，长度越长，则所产生的应变量也会越大。
所述反射层113为一全反射膜。所述反射层113设置于基层111相对于夹杂层112的一侧，即设置于所述夹杂层112光线出射的一侧。所述反射层113反射从所述夹杂层112透过的光线L以充分利用光线的能量，从而进一步加强光致伸缩膜11的应变量。
与现有技术相比，在夹杂层112中分散的多根与光致伸缩膜11伸缩方向平行的线型纳米碳管丝，可有效增加光致伸缩膜11的应变量，并且可藉由光致伸缩膜11内所含的线型纳米碳管丝的数量与长度来控制光致伸缩膜11的应变量的大小。同时，由于光线照射到线型纳米碳管丝上时所产生的应变力较为集中，因此该光致伸缩驱动器100的灵敏性将得到提高。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (15)

1.一种光致伸缩膜，其包括基层及夹杂层，所述夹杂层内分散有光致伸缩物质，所述夹杂层平行设置于所述基层上，其特征在于，所述光致伸缩物质包括多根线型纳米碳管丝，所述多根线型纳米碳管丝的轴向方向皆平行于该光致伸缩膜的伸缩方向。
2.如权利要求1所述的光致伸缩膜，其特征在于：所述夹杂层设置于所述基层的表面上。
3.如权利要求1所述的光致伸缩膜，其特征在于：所述基层由弹性透明材料制成。
4.如权利要求3所述的光致伸缩膜，其特征在于：所述基层采用丙烯酸酯橡胶、聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯或聚苯二甲酸乙二醇酯的一种材料制成。
5.如权利要求1所述的光致伸缩膜，其特征在于：所述线型纳米碳管丝为单壁纳米碳管丝。
6.如权利要求1所述的光致伸缩膜，其特征在于：所述线型纳米碳管丝为多壁纳米碳管丝。
7.如权利要求1所述的光致伸缩膜，其特征在于：所述线型纳米碳管丝的轴向长度与光致伸缩膜沿其伸缩方向的长度相当。
8.如权利要求1所述的光致伸缩膜，其特征在于：所述光致伸缩膜还包括一反射层，该反射层设置于基层上且相对于夹杂层的一侧。
9.一种光致伸缩驱动器，其包括固定座及光致伸缩膜，所述光致伸缩膜固定于所述固定座上，并沿远离所述固定座的方向延伸，所述光致伸缩膜包括基层及夹杂层，所述夹杂层内分散有光致伸缩物质，所述夹杂层平行设置于所述基层上，其特征在于：所述光致伸缩物质包括多根线型纳米碳管丝，所述多根线型纳米碳管丝的轴向方向皆平行于该光致伸缩膜的伸缩方向。
10.如权利要求9所述的光致伸缩驱动器，其特征在于：所述基层由弹性透明材料制成。
11.如权利要求10所述的光致伸缩驱动器，其特征在于：所述基层采用丙烯酸酯橡胶、聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯或聚苯二甲酸乙二醇酯的一种材料制成。
12.如权利要求9所述的光致伸缩驱动器，其特征在于：所述线型纳米碳管丝的轴向长度与光致伸缩膜沿其伸缩方向的长度相当。
13.如权利要求9所述的光致伸缩驱动器，其特征在于：所述线型纳米碳管丝为单壁纳米碳管丝。
14.如权利要求9所述的光致伸缩驱动器，其特征在于：所述线型纳米碳管丝为多壁纳米碳管丝。
15.如权利要求9所述的光致伸缩驱动器，其特征在于：所述光致伸缩膜还包括一反射层，该反射层设置于基层上且相对于夹杂层的一侧。
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