[发明专利]卷曲和非卷曲加捻纳米纤维纱线及聚合物纤维扭转和拉伸驱动器

权利要求书

1.一种热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器，包括加捻聚合物纤维，所述加捻聚合物纤维具有卷曲形状，其中

(a)在施加的载荷下，所述热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器归因于温度变化可逆地膨胀或收缩所述卷曲形状；

(b)对于呈自由态卷曲的聚合物纤维而言，所述热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器具有至少为5的冲程放大因子，其中所述冲程放大因子是对于环境和载荷条件的相同变化而言，聚合物纤维插捻之后以百分比表示的驱动器冲程与聚合物纤维插捻之前的驱动器冲程之比；且

(c)其中所述加捻聚合物纤维是热供能、非电化学卷曲聚合物纤维拉伸驱动器。

2.根据权利要求1所述的热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器，其中所述热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器包括第一末端和第二末端，并且其中所述第一末端和第二末端扭转拴系以阻止在所述热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器驱动期间，所述第一末端和第二末端之间的相对转动。

3.根据权利要求1所述的热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器，进一步包括减少达到反向驱动的冷却时间的装置，其中所述装置选自(i)在含氦气氛中操作所述热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器，(ii)在含氢气氛中操作所述热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器，(iii)于水浴中操作所述热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器，和(iv)在流动液体中操作所述热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器。

4.根据权利要求1所述的热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器，其中所述聚合物纤维进一步包括热退火聚合物纤维以至少部分提供热定型。

5.根据权利要求1所述的热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器，其中所述聚合物纤维包含选自尼龙6、尼龙6,6、聚乙烯、聚偏氟乙烯及其组合的聚合物纤维。

6.一种驱动器系统，包括根据权利要求1-5中任一项所述的热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器，其具有以下至少一种

(1)使得所述热供能卷曲聚合物拉伸纤维驱动器的电加热成为可能的电线接头，

(2)使得所述热供能卷曲聚合物拉伸纤维驱动器的光热加热成为可能的辐射源和辐射途径，

(3)用于递送其反应引起所述热供能卷曲聚合物拉伸纤维驱动器的加热的化学品的递送系统。

7.根据权利要求6所述的驱动器系统，进一步包括使用选自以下的加热元件通过电加热进行热驱动的加热设备：

(1)所述热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器的所述加捻聚合物纤维上的导电涂层；

(2)所述热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器的聚合物卷上的导电涂层；

(3)缠绕所述热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器的所述加捻聚合物纤维的导电电线、纱线或薄板条；

(4)缠绕所述热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器的一个卷的导电电线、纱线或薄板条；

(5)缠绕所述热供能卷曲聚合物纤维的所述加捻聚合物纤维的导电纳米纤维；

(6)缠绕所述热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器的一个卷的导电纳米纤维；

(7)所述热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器内的导电组分；以及

(8)十分靠近所述热供能卷曲聚合物纤维拉伸驱动器的电热器。