[发明专利]包括可变形密封装置和长保存性的流体致动器

说明书

背景技术

微流体系统经常需要泵和/或阀的形式的致动器，其控制液体通过通道或通道系统的传输。可示例地体现这样的致动器，使得通过电化学反应，在液体（如，例如，水）中形成直接地或间接地对通道或通道系统中的流体起作用的气体。这样的致动器液体可示例地为电解液，其中，为了实现致动器效果，而执行电解。当电解液为基于水的电解液时，可示例地依靠水电解生成气体压力赋予致动器效果的氢气和氧气。

这里，一个问题是，非常少量的其中要电化学地生成气体的液体存在于系统中并可迅速地被蒸发，从而限制系统的存储性。

因而，在本发明中，与蒸发不相干的是，电解液是否真正地以液态存在，或它的状态（如，例如，浓缩成凝胶，等等）被改变。

同时，要维持这样的电化学致动器的优势，即，通过大的气体体积取代相对大的体积。这意味着，可不利用非常厚的或密集的膜密封致动器中的液体。另一方面，低水蒸汽渗透率的聚合物膜（例如，经常用于药物包装的）表现非常高的屈服应力并且只表现非常低的扩展率。

当利用含有水的电解液作为电化学致动器时，具有非常低的水蒸汽渗透率，然而，要最大程度可能性的维持形成的大的气体体积的优势。然而，传统的材料，例如，几乎所有的人造橡胶（其主要地允许高的扩展率），而且大多数其他塑料薄膜，相对于水蒸汽表现高的渗透率。技术上，也经常使用这些材料上或中的金属化，以便减少水蒸汽渗透率。然而，关于薄膜同时需要的大的扩展性能，这样的金属化将引起撕裂，使得将不能确保稳定的屏障功能。因而，本发明目的在于封装通常含有水的电解液、，使得与正常压力上的致动器体积比较，可最大程度可能性的维持形成的大的气体体积的优势，但至少不减少到不再能确保致动器的功能的程度。

发明内容

通过包括权利要求1所述特征的流体致动器，或通过根据权利要求27用于提供流体致动器的方法，来实现这个目标。

根据本文公开的教导，通过一种材料或至少部分地由石蜡组成的材料组合，在至少一个侧面上密封可活化物质（示例地为电解液）。石蜡表现低的水蒸汽渗透系数。

根据本发明的实施方式，提供了一种流体致动器。流体致动器包含基础装置，包括在其中形成的至少一个腔体、腔体内的可活化物质和用于密封腔体的可变形密封装置。可活化物质被配置或选择为使得其至少部分地依靠适当的活化而被转化，并因而导致腔体中的压力变化。可通过不同的外在影响（其中，施加电压）而发生活化，示例地要提及某些特征的温度或辐射的改变。可变形密封装置密封腔体，使得与腔体的其他边界（诸如如，腔体的壁和基底）协作，相对于它的环境，腔体通常是不透液的和/或不透气的。可变形密封装置包含含有石蜡的元件。另外，可变形密封装置被配置为使得当活化可活化物质时由于可活化物质的压力改变而发生变形。例如，变形可以是塑料或弹性性质。关于弹性变形，密封装置将返回到它的原形，只要可活化物质在活化减弱或失活之后返回到它的起始状态。

可变形密封装置的变形可用于流体致动器的功能的模式，因为，变形也至少部分地承担密封装置的运动，利用所述运动，可操作位于密封装置外部的元件或材料。因而，可认为可变形密封装置为流体致动器的有效元件。通过在可变形密封装置或它的零件或元件中利用石蜡，一方面，可变形密封装置可为流体致动器产生充分的变形，以能够获得期望的强度的致动器效果，另一方面，相对于可活化物质或其组件，可变形密封装置为充分不可渗透的。

根据实施方式，含有石蜡的元件可以是包括石蜡部分的膜。在用于膜的膜材料中，例如，当制造膜时，石蜡部分也被示例地引入。

经常地，可活化物质被选择为使得当活化时，它将至少部分地改变其聚集态，示例地从液体变成气态。也可通过至少部分地将可活化物质转化成一个或几个不同的物质，而发生聚集态的改变。由于腔体内的压力的改变，使密封装置变形。主要地，起始于腔体中的流体致动器的静止状态，通过活化而增加压力，使得由于压力的增加，可变形密封装置向外变形或弯曲。

根据另一实施方式，含有石蜡的元件可以为石蜡层。此外，密封装置可包含可扩展膜，并且可将石蜡层布置在可扩展膜的至少一个主表面上。示例地，可扩展膜被覆盖有石蜡层。可在石蜡层的上方或下方提供人造橡胶层来取代膜。可在密封装置的制造期间，示例地通过同样的应用，产生这样的人造橡胶层，因此，可实现人造橡胶层和石蜡层之间的良好的机械连接。至少部分地含有石蜡的层可示例地包含固体石蜡。