JP2017515005A - 線形要素の特性、特に線形要素の2つの終端部を分離する距離、を変更する方法及びデバイス - Google Patents
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Abstract
Description
−線形要素と周囲環境との間の相互作用のエネルギーが線形要素と巻取手段との間の相互作用のエネルギーより高くなるような、生得のままか、
−又は、第1の状態から第2の状態への変化の間に、前記手段内に線形要素が巻取られる結果となるように、環境パラメータとして知られるパラメータを変化させることによってか、
のいずれかを生じる。
−空気で作られた環境における、シリコーン油で作製された巻取手段と相互作用したポリウレタンで作製された線形要素の場合が挙げられる。この場合、線形要素と環境との間の相互作用のエネルギーは37.8mJ/m2であり、線形要素と巻取手段との間の相互作用のエネルギーは20.9mJ/m2である。
−又は、空気で作られた周囲環境における、水で作製された巻取手段と相互作用したガラスで作製された線形要素の場合が挙げられる。この場合、線形要素と周囲環境との間の相互作用のエネルギーは4.4J/m2であるが、線形要素と巻取手段との間の相互作用のエネルギーは4.33J/m2である。
巻取手段に関する線形要素のサイズは、毛管ウインチ現象を活性化させるための重要な特性である。線形要素は、例えば、1センチメートル以下の、好ましくは0.1ミクロンと1cmとの間の、有利には10ミクロン未満の、直径を有することができる。巻取手段の各寸法は、このとき、線形要素の寸法に依存する。本発明の特定の実施形態では、巻取手段は液体の滴である。線形要素の断面の直径は、以下の関係式によって決定される:
の場合に巻取:
表面張力:γ
接触角:θ
液体密度:ρ
ヤング率:Ε
−温度(一特定形態では、線形要素を巻取る第2の変更された状態の温度は、30度から80度の範囲、好ましくは、50度から70度の範囲、である);
−電界;
−本体に対する、濡れ性を変更する物質の添加。
前記本体は、接触角90度未満の湿潤液、又は、部分湿潤液の滴である。
である。
−30度から80度まで、好ましくは45度から65度まで、の範囲のガラス転移温度;
−周囲温度より上での粘性の変化:
−スズ、ワックス、シリコーン。
−1センチメートル以下、好ましくは0.5ミクロンから1cm、好ましくは1ミクロンから100ミクロン、更により好ましくは1ミクロンから10ミクロンの直径を有し;及び/又は、
−第1にヤング率(E)、そして第2に半径(r)で、「E」がMPa、「r」がミクロンで表される場合に、Er3<300となるような特性を有し:
−ポリウレタン、合成ゴム、ナイロン繊維、ケブラー(Kevlar:登録商標)繊維、炭素繊維、高弾性鋼、弾性プラスチック、超弾性材料、で作製される。
1.フレキシブルエレクトロニクス/ナノエレクトロニクス
2.ナノロボティクス
3.配備可能な自己組織化3D小型マイクロ製造
4.人工筋肉
5.完全モータ/マイクロアクチュエータ
−8.4mmの長さを有するサンプルによって獲得された線の初期長さの、巻取後に1.7mmとなる、最大の低減、又は80%の長さ低減。これは、167ミクロンの直径を有するRhodorsil 47V1000シリコーン油の単一の滴によって達成され、滴内に6.7mm、又はそのサイズの40倍(12.5回転)を巻き取った。
−使用される繊維のヤング率:12+/−1MPa。
−繊維半径:2.3+/−0.2ミクロン。
−線形要素は、Elastollan繊維である。
PLAのヤング率:周囲温度で5GPa、75度で70MPa。
ガラス転移温度:60度。
使用された線の半径:1.7ミクロン(TPUに関しては同じ技術、金属ノズルだけが、単純な加熱プレートの代わりに押し出しのために使用された)。
47V1000シリコーン油の滴のサイズ:直径217ミクロン。
得られた巻き数:2.5巻き(すなわち滴のサイズの8倍)。
Claims (10)
- 線形要素と、前記線形要素と関連づけられた、線形要素の巻取手段と、を含むデバイスであって、巻取手段が、第1の安定した状態から第2の安定した状態へ変化することにより適合されることを特徴とし、その状態の変化を、
− 線形要素と周囲環境との間の相互作用のエネルギーが、線形要素と巻取手段との間の相互作用のエネルギーより高くなるような、生得のままにか、
− 又は、第1の状態から第2の状態への変化の間に、前記手段に線形要素が巻取られる結果となるように、環境パラメータとして知られるパラメータを変化させることによってか、
のいずれかで、前記手段に線形要素が巻取られた結果となるように生じさせる、デバイス。 - 線形要素が、0.1ミクロンと1cmとの間の範囲の直径、有利には10ミクロン未満の直径、を有することを特徴とする、請求項1に記載のデバイス。
- 巻取手段を作る材料が、スズ、ワックス、シリコーン、水、又は、線形要素を濡らす任意の液体であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のデバイス。
- 線形要素が、ポリウレタン、合成ゴム、ナイロン繊維、ケブラー繊維、炭素繊維、高弾性鋼、ガラス繊維、弾性プラスチック、超弾性材料、又は微細繊維において獲得され得る任意の材料などの、金属、エラストマー、又はポリマーで作製されることを特徴とする、請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載のデバイス。
- 線形要素の少なくとも1つの力学的特性を変化させる方法であって、線形要素が少なくとも1つの液体若しくは気体などの流体、又は、固体の材料の本体と関連づけられること、並びに、前記本体の材料の少なくとも1つの特性を、並びに/又は、前記本体内若しくはその周辺に線形要素が巻取られた結果となるように、巻取手段及び線形要素が配置される、周囲環境のパラメータ、を変化させることを特徴とする方法。
- 前記環境パラメータが、温度、電界の強度若しくは方向、磁界の強度若しくは方向、又は力学的応力であることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 前記本体が液体の滴であることを特徴とする、請求項5又は6に記載の方法。
- 前記本体が気体の泡であることを特徴とする、請求項5又は6に記載の方法。
- 粒のサイズが滴の1/50、又は、好ましくは1/100である、多くの固体粒で形成される容器に、滴を封入することによって、力学的又はその他の、外部の攻撃から保護する手段が、液体の滴に提供され、そこにおける各粒が、滴の外表面、好ましくは滴の表面の全体を覆うことを特徴とする請求項5〜8のうちのいずれか1項に記載の方法。
- モータ、アクチベータ、アクチュエータ、人工筋肉、前記線形要素の2つのそれぞれの終端部で連結された2つの物体又はアセンブリを移動させるためのデバイス、可変長の一連の電気的又は電子的な接合部、バネ、を製造するために、請求項1〜4のうちのいずれか1項に記載のデバイスを使用する方法。
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