TWI709393B - 奈米碳管人工肌肉閥及連接 - Google Patents

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馬西歐 Ｄ 利馬
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美商琳得科美國股份有限公司
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Abstract

一種奈米碳管(CNT)人工肌肉閥包括一中空CNT管。該中空CNT管包括：複數個呈一中空管的形式被纏繞的CNT片；以及一滲透在該等CNT片之間的客體材料。該中空CNT管的至少一部分落在A-C的至少一者：A.具有一要比該中空CNT管的剩餘部分的一厚度更小的厚度，B.具有一要比該中空CNT管的剩餘部分的一內徑更小的內徑，以及，C.在該至少一部分的CNT被對準至一要比在該中空CNT管的剩餘部分的CNT片的一淨偏角更低的偏角。當在該中空CNT管的一流體的一壓力超過一預定壓力時，該中空CNT紗的該至少一部分崩陷並且形成一扭結。

Description

奈米碳管人工肌肉閥及連接
相關申請案的交互參考
這個申請案主張於2017年12月11日所提申的美國臨時申請案第62/597,205號以及於2018年3月21日所提申的美國臨時申請案第62/646,295號的優先權，它們的內容以它們的整體被併入本案以做為參考資料。 發明領域
本發明係有關於奈米碳管人工肌肉閥及連接。
發明背景
以一扭轉的聚合物和CNT纖維/紗為基礎的奈米碳管(CNT)人工肌肉裝置(CNT肌肉)具有一寬廣範圍的應用。CNT肌肉具有低成本、高生產量和設計簡單的優點。此外，CNT肌肉因為它們簡單但有效的操作而可優於非-CNT肌肉。
發明概要
在一方面，在此所揭示的具體例有關於一種包括一中空CNT管的奈米碳管(CNT)人工肌肉閥。該中空CNT管包括：複數個呈一中空管的形式被纏繞的CNT片；以及一滲透在該等CNT片之間的客體材料。該中空CNT管的至少一部分落在A-C的至少一者：A.具有一要比該中空CNT管的剩餘部分的一厚度更小的厚度，B.具有一要比該中空CNT管的剩餘部分的一內徑更小的內徑，以及C.在該至少一部分的CNT被對準至一要比在該中空CNT管的剩餘部分的CNT片的一淨偏角更低的偏角。當在該中空CNT管的一流體的一壓力超過一預定壓力時，該中空CNT紗的該至少一部分崩陷並且形成一扭結(kink)。
在一方面，在此所揭示的具體例有關於一種包括下列的CNT管連接：一包括一或多個呈一中空管的形式被纏繞的CNT片的中空CNT管；一剛性管；以及一被施加在該剛性管的一端部的一內表面上的黏著劑。在該CNT管連接中，該中空CNT管的一端部被設置在該剛性管的該端部內，該中空CNT管的該端部經由該黏著劑而被固定至該剛性管，以及該黏著劑滲透該中空CNT管的該端部的一外部分。
在一方面，在此所揭示的具體例有關於一種固定一中空CNT管的方法。該方法包括：施加一黏著劑在一剛性管的一端部的一內表面上；設置該中空CNT管的一端部在該剛性管的該端部內，其中該黏著劑滲透該中空CNT管的該端部的至少一部分，以及其中該中空 CNT管包含有一或多個呈一中空管的形式被纏繞的CNT片。該方法進一步包括經由該黏著劑固定該中空CNT管的該端部至該剛性管的該端部。
一或多個在此所揭示的具體例的其他方面和優點從下列的描述和隨文檢附的申請專利範圍將是顯而易見的。
 較佳實施例之詳細說明
本發明的特定具體例現在將參考隨文檢附的圖式而被詳細地描述。為了一致性，在各種不同的圖式中的類似元件藉由類似的參考數字而被表示。
在本發明的具體例的下列詳細描述中，為了提供本發明的一更徹底的瞭解，許多特定細節被提出。然而，一熟習此技藝者顯而易見的是：本發明可被實施而沒有這些特定細節。在其他例子中，熟知的特徵沒有已被詳細描述以避免不必要地複雜化描述。
一般而言，本發明的具體例有關於一種呈一中空管(在下文，中空CNT管)的形式的奈米碳管(CNT)人工肌肉裝置。特別地，本發明的具體例有關於該可被使用做為一閥以控制在該中空CNT管內的一流體的一流動的中空CNT管、一種對一中空CNT管(例如，與另一個管)的連接，以及一種用於固定一中空CNT管(例如，至另一個管)的方法。
圖1顯示一被設置在一核心纖維(在下文，心軸(104))周圍的CNT管(102)。該CNT管(102)包含有一或多個被纏繞在該心軸(104)周圍的CNT片。該等CNT片是CNT的薄片。
在一或多個具體例中，該等CNT片可被纏繞以產生一與該心軸(104)的一中心通道(central access)“C”的偏角(bias angle)“θ”。例如，0°的偏角對應於該等CNT片被定向平行於C，以及90°的偏角對應於該等CNT片被定向垂直於C。
在一或多個具體例中，該偏角藉由下列方程式(1)而被定義。
(1)θ=tan-1(2πrT)
在方程式(1)中，“r”是在CNT片與C之間的徑向距離，以及“T”是每公尺的撚(撚)數(number of twists(turns))。
在一或多個具體例中，在一部分或全部的CNT管(102)中該等CNT片可被纏繞以具有一均勻的偏角遍及C。另擇地，在其他具體例中，該偏角可變化遍及C。
在一或多個具體例中，該偏角在一垂直於C的方向(亦即，徑向方向)可以是均勻的。另擇地，在其他具體例中，該偏角在徑向方向可變化。例如，該偏角可隨著r增加而單調地增加或減少。
在一或多個具體例中，在一部分或全部的CNT管(102)中該偏角的標準偏差可以是小於±5°。
在一或多個具體例中，該等CNT片可以隨機的偏角而被纏繞，藉此該淨偏角是90°(亦即，沒有偏角)。
在一或多個具體例中，該等CNT片可以交替的偏角(亦即，±45°)而被纏繞以產生無偏角條件。例如，該等CNT片的一層可以45°的偏角而被纏繞以及該等CNT片的另一層可以-45°(或135°)的偏角而被纏繞在前一層上，藉此該等CNT片的該等2層抵消它們的偏角。
在一或多個具體例中，該心軸(104)可以是來自，但不限於，各種不同的聚合物纖維、金屬線、碳纖維、玻璃纖維、玄武岩纖維、光纖、天然纖維/紗、另一CNT管，或者它們的絲束(tows)和疊布層(plies)。
在一或多個具體例中，該CNT管(102)包括一滲透該等被纏繞的CNT片的客體材料。該客體材料可滲透該等CNT片的一部分或全部。
在一或多個具體例中，該客體材料可根據，但不限於，它滲透該等CNT片的能力、在該CNT管中覆蓋洞的能力、熔點、生物相容性，或者在熱/冷條件下的耐久性而被選擇。
在一或多個具體例中，一聚矽氧為基礎的橡膠(silicone-based rubber)可被使用作為該客體材料，因為該聚矽氧為基礎的橡膠可承受高溫並且當被加熱時可不擠出該CNT管(102)。例如，該客體材料可以是Sylgard 184聚矽氧為基礎的橡膠或石蠟。
在一或多個具體例中，該客體材料可包括，但不限於：彈性體(諸如，聚矽氧為基礎的橡膠、聚胺酯(polyurethane)、苯乙烯-丁二烯共聚物 (styrene-butadiene copolymer)和天然橡膠)；氟化塑膠(諸如，全氟烷氧基烷烴(perfluoroalkoxy alkane,PFA)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)和氟化乙烯丙烯(fluorinated ethylene propylene,FEP))；聚芳醯胺(aramids)(諸如，克維拉(Kevlar)和諾梅克斯(nomex))：環氧樹脂(epoxies)；聚醯亞胺(polyimides)；或石蠟。
如在圖1B所顯示的，在圖1A所顯示的心軸(104)可被移除以產生一中空CNT管(100)。在一或多個具體例，該中空CNT管(100)可以是CNT管(102)。在其他具體例中，該中空CNT管(100)可具有額外的材料，諸如分別地被施加至該中空CNT管(100)的內表面或外表面的一內塗層或一外塗層。
在一或多個具體例中，該中空CNT管(100)的壁被密封，藉此在該中空CNT管(100)內的一流體不可從該中空CNT管(100)的壁逸出。例如，該等CNT片可能被緊密地纏繞或該客體材料可完全地密封該中空CNT管(100)的壁。
在一或多個具體例中，層(諸如石墨烯片(graphene sheets)/薄片(flakes)、氧化石墨烯片(graphene oxide sheets)/薄片，或石墨烯奈米板(graphene nanoplatelets))可被添加在該等CNT片(例如每10個CNT片等等)之間。這些層可幫助密封該中空CNT管(100)。
在一或多個具體例中，當一流體是在該中空CNT管(100)內，該流體可施加一內徑向壓力(在下文，內壓力)在該中空CNT管(100)的壁上。因為該等CNT片抵抗被拉伸，該中空CNT管(100)抵抗徑向膨脹。該中空CNT管(100)可抵抗該內壓力至該中空CNT管(100)的一破壞壓力(burst pressure)。
在一或多個具體例中，若該中空CNT管(100)具有一偏角， 由於該偏角的存在和該等CNT片被拉伸的抗性，該內壓力在該中空CNT管(100)的壁上產生一扭矩(torque)。該被產生的扭矩與該中空CNT管(100)的一內徑(在圖1B所顯示的“D”)的立方成比例。當該內壓力達到一臨界值時，更易受扭矩影響的中空CNT管(100)的一部分崩陷，藉此該部分沿著收緊該等CNT片的扭轉的方向扭轉。因此，該中空CNT管(100)的易受影響的部分(在下文，弱部分)的崩陷可限制該流體的流動。
圖2顯示中空CNT管(200)的一側視圖(頂部)和橫截面圖(底部)，其中該中空CNT管(200)的弱部分已崩陷並且已形成一扭結(202)。當該弱部分崩陷時，該弱部分的內徑減少並且因此在該弱部分的該扭矩減少。因此，該扭矩的不均勻性增加，這使得該扭結(202)穩定。只要該流體施加足夠的內壓力至該中空CNT管(200)的壁，該扭結(202)維持穩定。另一方面，該中空CNT管(200)的剩餘部分(204)的內徑相較於該弱部分可沒有減少太多。
在一或多個具體例中，在該弱部分的崩陷之後，在該中空CNT管(200)內的流體通量可被完全地停止。在其他具體例中，該流體通量可被減少至一根據該中空CNT管(200)的設計而被預定的值。
在一或多個具體例中，該客體材料是彈性的，並且當該內壓力下降至一預定值時，該扭結(202)打開。
圖3A顯示一中空CNT管(300A)的一弱部分的一實例。在圖3A中，該弱部分(該中空CNT管(300A)的中心)具有一要比該中空CNT管(300A)的剩餘部分的一內徑更小的內徑。在下文中，該具有較小直徑的弱部分被稱為“較小部分”。
在一或多個具體例中，因為該中空CNT管(300A)的內徑(在圖3A中被顯示為“D”)在該較小部分是要比該等剩餘部分更小，該較小部分要比該等剩餘部分產生較少扭矩，導致扭矩不-均勻性。此外，因為它的內徑，該較小部分可以是比該等剩餘部分更弱。當該內壓力超過一臨界值時，遍及該中空CNT管(300A)的長度的該扭矩不-均勻性與該較小部分的虛弱引起該較小部分崩陷並且形成一扭結。
在一或多個具體例中，該具有該較小部分的中空CNT管(300A)可藉由纏繞CNT片並且產生一CNT管在一具有一要比心軸的剩餘部分更薄的部分的心軸周圍而被產生。在從該CNT管移除該心軸之後，該具有該 較小部分的中空CNT管(300A)將被產生，其中被設置在該心軸的較薄部分上的該中空CNT管(300A)的部分是該較小部分。在一或多個具體例中，該較小部分的內徑可以是像幾微米一樣小。
圖3B顯示一中空CNT管(300B)的一弱部分的另一個實例。在圖3B中，該弱部分(該中空CNT管(300B)的中心)是要比該中空CNT管(300B)的剩餘部分更薄。在下文中，該較薄的弱部分被稱為“較薄部分”。
在一或多個具體例中，該較薄部分可更容易受到扭轉。在一或多個具體例中，若該較薄部分的內徑與該中空CNT管(300B)的剩餘部分的內徑相同，所產生的扭矩沿著該中空CNT管(300B)可以是均勻的。然而，因為該較薄部分是更容易受到扭轉，當該內壓力超過一臨界值時，該較薄部分崩陷。
在一或多個具體例中，該具有該較薄部分的中空CNT管(300B)可藉由纏繞或滲透CNT片在一心軸周圍而被產生俾以產生一具有一要比CNT管的剩餘部分更薄的部分的CNT管。在從該CNT管移除該心軸之後，該具有該較薄部分的中空CNT管(300B)將被產生。
圖3C顯示一中空CNT管(300C)的一弱部分的另一個實例。在圖3C中，該弱部分具有一不同於該中空CNT管(300C)的剩餘部分(302)的偏角“θ2”的偏角“θ1”。在下文中，該具有一不同的偏角的弱部分被稱為“偏置部分(biased portion)(304)”。
在一或多個具體例中，在接近0°和90°的偏角下，理論所產生的扭矩接近0以及在一接近54.73°的偏角下，理論所產生的扭矩被最大化。因此，該偏置部分(304)的偏角可被適當地設計以產生一與該等剩餘部分(302)不同的扭矩並且引起扭矩不-均勻性遍及該中空CNT管(300C)。當該內壓力超過一臨界值時，該扭矩不-均勻性可迫使該中空CNT管(300C)在一弱部分崩陷。
在一或多個具體例中，該中空CNT管(300C)抵抗扭轉的強度視該偏角而定。在一或多個具體例中，具有一較小偏角(接近0°)的該中空CNT管(300C)的一部分可要比具有較大偏角(接近90°)的一部分更弱的抵抗扭轉。因此，該弱部分可以是具有一要比該中空CNT管(300C)的剩餘部分更小偏角的部分。因此，如在圖3C所顯示的，該偏置部分(304)可具有一要比該剩餘部分(302)更低的偏角，藉此該偏置部分(304)是弱部分。
在一或多個具體例中，一弱部分可以是，但不限於，上面所揭示的該較小部分、該較薄部份以及該偏置部分(304)的任何組合。
在一或多個具體例中，該等中空CNT管(300A、300B、300C)可具有複數個弱部分遍及該等中空CNT管(300A、300B、300C)的長度。
圖4顯示：一扭結(402)可藉由一扭轉一中空CNT管(406)的馬達(404)而被起始。在一或多個具體例中，為了起始該扭結(402)，該馬達(404)在一沿著該等CNT片的扭轉的方向(亦即，拉緊該等CNT片的方向)扭轉該中空CNT管(406)。當該扭結(402)被起始，因為該被起始的扭結現在具有一要比剩餘部分更小的內徑，該扭矩不-均勻性在該中空CNT管(406)中被誘發。該扭矩不-均勻性令該中空CNT管(406)完全地崩陷並且產生一穩定的扭結 (402)。在這些具體例中，該中空CNT管(406)可具有一均勻的厚度、內徑或偏角。
在一或多個具體例中， 因為該被誘發的扭矩不-均勻性幫助該馬達(404)產生該扭結(402)，甚至一弱馬達(404)可以是足夠的。
在一或多個具體例中，複數個馬達(404)可被設置在該中空CNT管(406)。
在一或多個具體例中，該扭結(402)可藉由經由該馬達(404)解開該中空CNT管(406)而被打開。例如，該馬達(404)可在一與該中空CNT管(406)的扭轉方向相反的方向旋轉該中空CNT管(406)。
在一或多個具體例中，該中空CNT管的可撓性使它獨特地適用於經由該馬達(404)的扭結形成。
在一或多個具體例中，為了併入中空CNT管在流體網路中，中空CNT管可以是被固定在各種不同的連接。
典型地，聚合物管(諸如軟管)不可被焊接或膠接，使連接至該等聚合物管不可靠。又，黏著劑不容易地滲透該等聚合物管並且因此，不能適當地黏附至該等聚合物管。很少黏著劑可有效地黏附至由硫化橡膠所製成的管，沒有一個是令人滿意的。
在一或多個具體例中，一中空CNT管可具有有許多讓該黏著劑滲透至該等中空CNT管的壁內的開放空間的網路。
圖5顯示一在一剛性管(502)與一中空CNT管(506)之間的連接(500)。在一或多個具體例中，該剛性管(502)可以是一金屬管或一剛性聚合物管。在一或多個具體例中，該剛性管(502)可以是一要比該中空CNT管(506)更少可撓性的管。
一黏著劑(504)被設置在該剛性管(502)的一端部(在下文，該“黏性端部”)的一內表面上。該中空CNT管(506)的一端部(在下文，“固定端部”)接合在該剛性管(502)的該黏性端部內。在一或多個具體例中，當該黏著劑(504)變乾時，該黏著劑(504)變成固體並且堅固地保持該中空CNT管(506)的該固定端部在該剛性管(502)的該黏性端部內。
在一或多個具體例中，該黏著劑(504)可密封該連接(500)，藉此在該剛性和該中空CNT管(502、506)內的一液體不可經由那個連接(500)滲漏。
在一或多個具體例中，該黏著劑(504)可以是一類型的熱熔膠並且可被加熱以黏至該中空CNT管(506)的該固定端部。接著，該熱熔膠黏著劑(506)冷卻，變成固體，並且堅固地固定該中空CNT管(506)至該剛性管(502)。
在一或多個具體例中，在該中空CNT管(506)的該固定端部的外層的CNT片(在接觸該黏著劑(504)的至少一部分)將未被該客體材料滲透或被緻密化。該無滲透/無緻密化的部分容許該黏著劑(504)滲透該等CNT片在這些部分並且提供一強的黏附。
在一或多個具體例中，該黏著劑(504)可穿透至該等CNT片內達至少5%和上達99%的該中空CNT管(506)的厚度。
在一或多個具體例中，該中空CNT管(506)的至少該固定端部的一內部分可以一氟聚合物處理。該氟聚合物可阻擋該黏著劑(504)滲透至該中空CNT管(506)的該固定端部的內部分。
在一或多個具體例中，該氟聚合物可包括，但不限於，來自一由下列所構成的群組的材料的任何組合：聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene, PTFE)、全氟烷氧基烷烴(perfluoroalkoxy alkane, PFA)、氟化乙烯丙烯(fluorinated ethylene propylene, FEP)、乙烯四氟乙烯(ethylene tetra fluoroethylene, ETFE)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride, PVDF)，以及乙烯三氟氯乙烯(ethylene chlorotrifluoroethylene, ECTFE)。
圖6顯示一連接(600)，其中剛性管(602)的黏性端部具有一在中空CNT管(604)附近或與該中空CNT管(604)接觸的尖銳邊緣。當在該中空CNT管(604)內的一流體施加一內壓力時，該中空CNT管(604)可膨脹。該剛性管(602)的黏性端部預防該中空CNT管(604)的固定端部的膨脹。然而，不在該剛性管(602)的該中空CNT管(604)的部分可膨脹。因此，該剛性管(602)的尖銳邊緣施加一應力在該中空CNT管(604)上。在下文中，藉由尖銳邊緣而被施加應力的該中空CNT管(604)的部分被稱為“應力點(stress point)”(606)。該應力點(606)可藉由在數個膨脹循環之後被撕裂而減少該中空CNT管(604)的壽命。
圖7顯示一連接(700)，其中剛性管(702)的黏性端部具有一在中空CNT管(704)附近或與該中空CNT管(704)接觸的曲線表面。在從流體施加一內壓力後，當該中空CNT管(704)膨脹，該剛性管(702)的該曲線表面容許在該中空CNT管(704)的外徑的一平滑過渡並且降低在該中空CNT管(704)上的應力。圖7的特寫部分顯示該中空CNT管(704)的平滑地膨脹的部分(706)。
在一或多個具體例中，該剛性管(702)的該曲線表面可具有一為該中空CNT管(704)的固定端部的一外半徑的0.5至3倍的曲率。
在一或多個具體例中，該剛性管(702)的該黏性端部具有一如在圖7所顯示的漏斗形狀。
圖8A和8B顯示依據一或多個具體例的實施實例。在圖8A和8B的各個中，中空CNT管(802)被固定至2個剛性管(804)。在圖8A和8B中，僅該等剛性管(804)的部分被顯示用於簡化例示說明。然而，該等剛性管(804)的各個的這兩個端部可如在上面具體例所揭示的而被修飾以連接一中空CNT管的一端部至另一個中空CNT管的一端部。因此，複數個連接可被產生以固定複數個中空CNT管與複數個剛性管。
依據一或多個具體例的一連接器可具有複數個在上面具體例所揭示的連接，藉此該連接器可連接複數個中空CNT管在一起。例如，該連接器可具有複數個呈一特定方式被彼此連接以形成一個三-維連接的剛性管。
依據在此的一或多個具體例所揭示的該連接/連接器可被使用於固定/連接微-管(諸如在微-流體應用、液壓系統、微-冷卻系統、藥物遞送系統，或氣動系統中的微-管致動器)。
圖9顯示描繪一種用於固定一中空CNT管的方法的一流程圖。在一或多個具體例中，在圖9所顯示的一或多個步驟可被省略、重複和/或呈一與在圖9所顯示的順序不同的順序而被執行。因此，本發明的範疇不限於在圖9所顯示的步驟的特定安排。
在步驟905中，一黏著劑被施加至一剛性管的一端部的一內表面。例如，如在圖5所顯示的，該黏著劑(504)被施加至該剛性管(502)的黏性端部。
在步驟910中，一中空CNT管的一端部被設置在被覆蓋以該黏著劑的該剛性管的該端部內。例如，如在圖5所顯示的，該中空CNT管(506)的固定端部被設置在該剛性管(502)的該黏性端部。
在步驟915中，該中空CNT管的該端部被固定至該剛性管的該端部。例如，如上面所揭示的，一黏著劑可滲透一中空CNT管的一固定端部的CNT片。在另一個實例中，該黏著劑可被加熱以熔化和滲透該中空CNT管的CNT片。
此外，如上面所揭示的，該中空CNT管的該端部的一內部分可以一氟聚合物處理以阻擋該黏著劑滲透該中空CNT管的該內部分。
再者，如上面參考圖7所揭示的，該剛性管的該端部可被彎曲以降低一在該中空CNT管上的應力。
在一或多個具體例中，上面所描述的該等中空CNT管和該等連接/連接器可被連接在一起以實現微-管致動系統或流體網路(諸如微-流體網路)、藥物遞送系統、液壓系統或氣動系統。
雖然本揭示已被描述關於僅有限數目的具體例，受益於這個揭示的那些熟習此技藝者將瞭解：各種不同的其他具體例可被設計而沒有背離本發明的範疇。因此，本發明的範疇應該僅由隨文檢附的申請專利範圍而被限制。
100、200、300A、300B、300C、406、506、604、704、802‧‧‧中空CNT管 102‧‧‧CNT管 104‧‧‧心軸 202、402‧‧‧扭結 204、302‧‧‧剩餘部分 304‧‧‧偏置部分 404‧‧‧馬達 500、600、700‧‧‧連接 502、602、702、804‧‧‧剛性管 504‧‧‧黏著劑 606‧‧‧應力點 706‧‧‧平滑地膨脹的部分 905、910、915‧‧‧步驟
圖1A顯示依據本發明的一或多個具體例的一被設置在一心軸周圍的奈米碳管(CNT)人工肌肉管。
圖1B顯示依據本發明的一或多個具體例的一中空CNT管。
圖2顯示依據本發明的一或多個具體例的一中空CNT管。
圖3A-3C顯示依據本發明的一或多個具體例的3個中空CNT管。
圖4顯示依據本發明的一或多個具體例的一用於崩陷一中空CNT管的一部分的系統。
圖5顯示依據本發明的一或多個具體例的一在一剛性管與一中空CNT管之間的連接。
圖6顯示依據本發明的一或多個具體例的一在一剛性管與一中空CNT管之間的連接。
圖7顯示依據本發明的一或多個具體例的一在一剛性管與一中空CNT管之間的連接。
圖8A和8B顯示依據本發明的一或多個具體 例的在剛性管與中空CNT管之間的連接。
圖9顯示依據本發明的一或多個具體例的一流程圖。
102:CNT管
104:心軸

Claims (16)

  1. 一種奈米碳管(CNT)人工肌肉閥，其包含有：一含有下列的中空CNT管：複數個呈一中空管的形式被纏繞的CNT片；和一滲透在該等CNT片之間的客體材料，其中該中空CNT管的至少一部分落在A-C的至少一者：A.具有一要比該中空CNT管的剩餘部分的一厚度更小的厚度，B.具有一要比該中空CNT管的剩餘部分的一內徑更小的內徑，和C.在該至少一部分的CNT被對準至一要比在該中空CNT管的剩餘部分的CNT片的一淨偏角更低的偏角，以及其中，當在該中空CNT管的一流體的一壓力超過一預定壓力時，該中空CNT管的該至少一部分崩陷並且形成一扭結。
  2. 如請求項1的CNT人工肌肉閥，其中該中空CNT管的該至少一部分的崩陷完全地停止該流體的一流動。
  3. 如請求項1的CNT人工肌肉閥，其中該中空CNT管的該至少一部分的崩陷減少該流體的一流動至一預定的流動，但是沒有完全地停止該流動。
  4. 如請求項1至3中任一項的CNT人工肌肉閥，其中在該中空CNT管的剩餘部分的該等CNT片被對準至一相同的偏角。
  5. 一種奈米碳管(CNT)管連接，其包含有：一含有一或多個呈一中空管的形式被纏繞的CNT片的中空CNT管；一剛性管；以及一被施加在該剛性管的一端部的一內表面上的黏著劑，其中該中空CNT管的一端部被設置在該剛性管的該端部內，該中空CNT管的該端部經由該黏著劑被固定至該剛性管，以及該黏著劑滲透該中空CNT管的該端部的一外部分。
  6. 如請求項5的CNT管連接，其中該中空CNT管的該端部的一內部分係以一氟聚合物處理，該氟聚合物阻擋該黏著劑滲透該中空CNT管的該內部分。
  7. 如請求項5或6的CNT管連接，其中該黏著劑是一類型的熱熔膠。
  8. 如請求項5或6的CNT管連接，其中該剛性管的該端部的該內表面具有一與該中空CNT管接觸 的曲線-形狀部分。
  9. 如請求項8的CNT管連接，其中該曲線-形狀部分具有一漏斗形狀。
  10. 如請求項9的CNT管連接，其中該曲線-形狀部分具有一曲率半徑，該曲率半徑係該中空CNT管的該端部的一外半徑的0.5至3倍。
  11. 一種連接器裝置，其包含有複數個如請求項5至10中任一項的CNT管連接。
  12. 一種固定一中空奈米碳管(CNT)管的方法，該方法包含有：施加一黏著劑在一剛性管的一端部的一內表面上；設置該中空CNT管的一端部在該剛性管的該端部內，其中該黏著劑滲透該中空CNT管的該端部的至少一部分，和其中該中空CNT管含有一或多個呈一中空管的形式被纏繞的CNT片，以及經由該黏著劑固定該中空CNT管的該端部至該剛性管的該端部。
  13. 如請求項12的方法，其進一步包含有以一氟聚合物處理該中空CNT管的該端部的一內部分，該氟聚合物阻擋該黏著劑滲透該中空CNT管的該內部分。
  14. 如請求項12或13的方法，其進一步包 含有：在設置該中空CNT管的該端部在該剛性管的該端部內之後加熱該黏著劑，其中該黏著劑是一類型的熱熔膠。
  15. 如請求項12或13的方法，其中在該中空CNT管的一外層的該一或多個CNT片的一部分未被緻密化或被滲透，以及該方法進一步包含有以該黏著劑滲透該中空CNT管的該外層的該部分。
  16. 如請求項12或13的方法，其進一步包含有：令該剛性管的該端部成形，藉此，保持該中空CNT管的該端部之該剛性管的該端部的該內表面具有一與該中空CNT管接觸的曲線-形狀部分，其中該曲線-形狀部分具有一曲率半徑，該曲率半徑係該中空CNT管的該端部的一外半徑的0.5至3倍。
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