使用無線傳輸熱激活反應(yīng)活性材料的方法相關(guān)申請的交叉引用此美國非臨時專利申請是2008年3月31日提交的、名稱為“METHODSOFDEPLOYINGACOVERUTILIZINGACTIVEMATERIALANDANEXTERNALHEATSOURCE”的待決美國非臨時專利申請No.12/059,861(“'861申請”)的部分繼續(xù)申請并且要求上述'861申請的權(quán)益,'861申請通過引用并入本文。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明總體涉及激活熱致動的活性材料的方法,更具體地,涉及利用無線傳輸激活熱致動的活性材料以使能或直接導(dǎo)致激活的方法。
背景技術(shù):熱致動的活性材料(例如,形狀記憶合金,形狀記憶聚合物,石蠟,等)的致動器通常需要硬線連通以實現(xiàn)按需激活。更具體地,在這些系統(tǒng)中,包括輸入裝置或控制器的電路提供電流,其用于直接(例如,通過焦耳加熱)或間接地(例如,通過相鄰熱元件的通電)加熱致動器,其中裝置或控制器可操作以控制電流和激活信號。不用說,提供硬線連接的需要限制了系統(tǒng)的范圍和靈活性,并導(dǎo)致了其他令人關(guān)注的問題。例如,應(yīng)認識到的是,輸入裝置或控制器和致動器之間的距離由可接受的材料成本,以及根據(jù)可用電壓的電路內(nèi)的電阻限制,并且由此應(yīng)認識到的是需要使用者存在于致動器附近。
技術(shù)實現(xiàn)要素:響應(yīng)于這些和其他令人關(guān)注的問題,此處提供了利用無線傳輸(即,能量的輻射形式)熱激活激活的活性材料致動器的新方法。本發(fā)明的方法和致動器構(gòu)造用于實現(xiàn)按需激活而無需使用電路。通過使用無線介質(zhì),可以大大增加輸入裝置或控制器和致動器之間的間距,從而使能遠程激活。最后,本發(fā)明特別有用于擴展熱激活的活性材料的潛在應(yīng)用。例如,本發(fā)明可在操作者不能在場的危險環(huán)境中并在斷電期間用于通過固體材料使能按需激活。一般來說,本發(fā)明涉及一種激活熱致動的活性材料致動器的方法,并且包括以下步驟:產(chǎn)生無線傳輸,并將接收元件與傳輸接合。元件連通地連接到致動器,使得由于與傳輸接合而修改元件,導(dǎo)致致動器暴露于熱能量激活信號。更優(yōu)選地,元件熱連接到致動器,并且由于與傳輸接合可操作以產(chǎn)生信號。因此,本發(fā)明的另一個方面涉及適合使用的致動組件。上述和其他特征,包括不同類型的致動組件,以及此處構(gòu)思的接收元件,通過后面附圖和詳細描述示例。本發(fā)明還提供了以下方案:1.一種激活熱致動的活性材料致動器的方法,所述致動器限定外表面,所述方法包括以下步驟:a.產(chǎn)生無線傳輸;b.將接收元件與傳輸接合,其中元件連通地連接到致動器;c.由于與傳輸接合而修改元件;以及d.由于修改元件,使致動器暴露于熱能激活信號或直接產(chǎn)生信號。2.根據(jù)方案1所述的方法,其特征在于,步驟a)還包括以下步驟:選擇性地按需產(chǎn)生傳輸。3.根據(jù)方案1所述的方法,其特征在于,傳輸是全方向的。4.根據(jù)方案1所述的方法,其特征在于,元件選自組,所述組基本上由以下組成:施加到表面的涂層,表面處理,鄰近表面的外部層,流體,致動器內(nèi)浸漬的多個顆粒,以及分子添加劑。5.根據(jù)方案1所述的方法,其特征在于,元件包括煙火或熱電材料。6.根據(jù)方案1所述的方法,其特征在于,元件形成鄰近表面的外部層,并且包括發(fā)色材料,所述發(fā)色材料選自組,所述組基本上由以下組成:光致變色,熱致變色,電致變色,加酸顯色材料,并且步驟c)和d)還包括以下步驟:修改層的顏色,以便選擇性地使得能夠暴露于信號。7.根據(jù)方案1所述的方法,其特征在于,元件形成鄰近表面的外部層,并且具有可在第一和第二值之間切換的輻射率,并且步驟c)還包括以下步驟:由于元件與傳輸接合切換輻射率。8.根據(jù)方案1所述的方法,其特征在于,傳輸包括無線電波,并且元件包括陶瓷,并且步驟c)還包括以下步驟:由于元件與傳輸接合導(dǎo)致陶瓷振動。9.根據(jù)方案1所述的方法,其特征在于,傳輸包括紫外線輻射,并且元件是酸浴,其當(dāng)暴露于紫外線輻射時具有可切換的PH值,并且步驟c)還包括以下步驟:由于元件與傳輸接合增加酸的PH值。10.根據(jù)方案1所述的方法,其特征在于,致動器包括熱固性形狀記憶聚合物基體,傳輸14包括具有輻射波長的紫外線輻射,元件包括多個光敏分子開關(guān),其還包括聚合物主鏈上枝接的肉桂酸,并且嵌入基體內(nèi),并且步驟c)和d)還包括以下步驟:僅當(dāng)輻射波長大于閾值波長時,由于元件與傳輸接合導(dǎo)致共價交聯(lián)形成。11.根據(jù)方案1所述的方法,其特征在于,傳輸選自組,所述組基本上由以下組成:X-射線,微波,紫外線輻射,可見光,無線電波和聲波。12.根據(jù)方案11所述的方法,其特征在于,傳輸是激光束。13.根據(jù)方案12所述的方法,其特征在于,束是分開的,以便在多于一個位置處接合致動器。14.根據(jù)方案1所述的方法,其特征在于,元件可操作以將傳輸轉(zhuǎn)換成熱能激活信號。15.根據(jù)方案14所述的方法,其特征在于,元件接觸致動器,并且步驟d)還包括以下步驟:通過傳導(dǎo)加熱致動器。16.根據(jù)方案14所述的方法,其特征在于,傳輸是紅外線輻射,元件具有設(shè)置在致動器內(nèi)的多個碳納米管,并且步驟c)還包括以下步驟:使用納米管吸收輻射和耗散熱能。17.一種適于通過無線傳輸?shù)倪x擇性激活的致動組件,所述無線傳輸選自組,所述組基本上由以下組成:X-射線,微波,紫外線輻射,可見光,無線電波和聲波,所述致動器包括:活性材料致動器,其可操作以在暴露于熱激活信號或由熱激活信號排除時經(jīng)歷根本屬性的變化,并且所述活性材料致動器限定外表面;以及可在第一和第二條件之間切換的接收元件,其連通地連接到活性材料元件,可操作以在第一和第二條件的僅一個中使能或?qū)е禄钚圆牧显┞队谛盘枺⑶覙?gòu)造成使得所述接收元件在與傳輸接合時在第一和第二條件之間切換。18.根據(jù)方案17所述的組件,其特征在于,活性材料是形狀記憶合金,形狀記憶陶瓷,石蠟,或形狀記憶聚合物。19.根據(jù)方案17所述的組件,其特征在于,元件選自組,所述組基本上由以下組成:施加到表面的涂層,表面處理,鄰近表面的外部層,材料在其內(nèi)分散的流體成分,致動器內(nèi)浸漬的多個顆粒,以及分子添加劑。20.根據(jù)方案17所述的組件,其特征在于,元件在表面上形成涂層,并且選自組,所述組基本上由以下組成:石墨,黑涂料,氧化物,磷酸鹽和發(fā)色材料。附圖說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例在下面參照所附附圖詳細描述,其中:圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的致動器組件的正視圖,致動器組件包括熱激活的活性材料致動器和接收元件,其形成外部層或涂層,其中元件接合無線傳輸;圖1a是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的圖1所示組件的正視圖,其中傳輸是從單激光分開的多激光束;圖1b是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的圖1所示組件的正視圖,其中傳輸是微波輻射,并且組件還包括衰減器;圖2是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的致動器組件的正視圖,致動器組件包括熱激活的活性材料致動器,其設(shè)置在浴中,其還包括接收元件,其中元件接合無線傳輸;圖3是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的致動器組件的正視圖,致動器組件包括熱激活的活性材料致動器和接收元件,其包括多個微粒,該微粒嵌入致動器內(nèi)或添加到致動器的分子添加劑,其中元件接合無線傳輸;圖4是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的致動器組件的正視圖,致動器組件包括多個熱激活的活性材料致動器和接收元件,其形成外部層或涂層,并且每個從動地連接到標(biāo)簽支承標(biāo)記;以及圖5是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的致動組件的進展,其包括SMP基體,其還包括多個共價鍵分子開關(guān),經(jīng)歷光切換效果。附圖標(biāo)記:10組件12致動器14傳輸;14a-c分開激光束16源18接收元件20涂層/層22表面處理24衰減器26共價交聯(lián)28標(biāo)簽。具體實施方式參照圖1-5,本發(fā)明提出了一種新穎的熱激活的致動組件10,和利用無線傳輸14激活熱致動的活性材料致動器12以進行激活的方法。更具體地,傳輸14使能、促進或直接導(dǎo)致激活。通常,傳輸14具有能量或流體流的任何輻射形式,其能夠在源16和制動組件10之間傳送能量,而不是被動產(chǎn)生的熱輻射,其足以用于直接激活。通過專注于無線傳輸14,本發(fā)明與依賴附近發(fā)熱系統(tǒng)的被動地產(chǎn)生激活信號的常規(guī)致動方法相區(qū)別。然而,如下面進一步描述和在'861申請中,不足以直接進行激活的太陽能熱輻射被構(gòu)思在此處用作傳輸14。應(yīng)認識到的是,傳輸14可以選自全范圍的電磁波譜,包括γ射線,X-射線,紫外線輻射,可見光,紅外輻射,微波,無線電波和長波。傳輸14可以被選擇性地產(chǎn)生(例如,相對于激光技術(shù),如下面進一步描述的),由此進行按需激活,或被動地產(chǎn)生,例如,作為被監(jiān)測系統(tǒng)(未示出)的副產(chǎn)品。最后,應(yīng)認識到的是,傳輸14可以是定向的或是全方向的。本文所用的術(shù)語“致動器”,應(yīng)在非限制性意義中使用,并且包括活性材料傳感器,或“智能”材料構(gòu)造,其中活性材料感測和致動更大的裝置,機構(gòu)或系統(tǒng)(未示出)。在不同例子中的本發(fā)明在此處描述而沒有限制,并且適合于任何應(yīng)用,其中遠程熱活性材料致動被需要,包括密封的測試腔室,危險的環(huán)境,航空航天,軍工,汽車,執(zhí)法,以及食品制備應(yīng)用。在適于與微波一起使用的情況,例如組件10可用于致動微波爐內(nèi)的混合裝置,或在微波連通期間向接收器打開蓋。另外,在汽車設(shè)置中,應(yīng)認識到的是,本發(fā)明可用于遠程斷開電池電源或汽油箱,使得緊急情況響應(yīng)者在響應(yīng)事故現(xiàn)場時更安全。I.示例性活性材料形態(tài)和功能如本文所用的術(shù)語“活性材料”被定義為在暴露于激活信號或由激活信號排除時任何具有根本(即,化學(xué)或本征物理)屬性的可逆變化的那些材料或復(fù)合材料。用于與本發(fā)明一起使用的合適的熱激活的活性材料包括,但不限于,那些能夠記住它們原始的至少一個屬性(例如形狀)的材料,其能夠通過施加外部的熱刺激而隨后回復(fù),并且包括形狀記憶合金(SMA),形狀記憶陶瓷,形狀記憶聚合物(SMP),高容量石蠟,和類似物。形狀記憶合金通常是指一組金屬材料,其具有當(dāng)受到適當(dāng)熱刺激時返回到一些先前限定的形狀或尺寸的能力。形狀記憶合金能夠經(jīng)受其中它們的屈服強度,剛度,尺寸和/或形狀作為溫度的函數(shù)而改變的相變。一般來說,在低的溫度,或馬氏體相,形狀記憶合金可以是偽塑性變形的并且在暴露于一些較高的溫度時將變換到奧氏體相,或母相,返回到它們形變之前的形狀。形狀記憶合金在多種不同的溫度相關(guān)相中存在。這些相的最普遍利用的是所謂的馬氏體相和奧氏體相。在下面的討論中,馬氏體相通常是指更可變形的、較低溫度的相,而奧氏體相通常是指更剛性的、較高溫度的相。當(dāng)形狀記憶合金在馬氏體相和被加熱時,它開始變化為奧氏體相。這種現(xiàn)象開始的溫度通常被稱為奧氏體開始溫度(As)。這種現(xiàn)象完成的溫度被稱為奧氏體結(jié)束溫度(Af)中。當(dāng)形狀記憶合金在奧氏體相中和被冷卻時,它開始變化為馬氏體相,這種現(xiàn)象開始的溫度被稱為馬氏體開始溫度(Ms)。奧氏體完成到馬氏體轉(zhuǎn)變的溫度被稱為馬氏體結(jié)束溫度(Mf)。因此,與形狀記憶合金一起使用的合適的激活信號是熱激活信號,其具有一定大小以引起馬氏體相和奧氏體相之間的轉(zhuǎn)變。形狀記憶合金可以表現(xiàn)出單向形狀記憶效應(yīng),本征雙向效應(yīng),或非本征雙向形狀記憶效應(yīng),其取決于合金組分和處理歷史。退火的形狀記憶合金通常只表現(xiàn)出單向形狀記憶效應(yīng)。在形狀記憶材料的低溫形變之后充分加熱將誘發(fā)馬氏體向奧氏體的相變,并且材料將恢復(fù)原始的、退火的形狀。因此,單向形狀記憶效應(yīng)只在加熱時被觀察。表現(xiàn)出單向形狀效應(yīng)的包括形狀記憶合金組分的活性材料不會自動重新成形,并且要求外部機械力來使形狀恢復(fù)到其以前的構(gòu)造。本征和非本征的雙向形狀記憶材料其特征在于在加熱時從馬氏體相到奧氏體相形狀過渡,以及在冷卻時從奧氏體相返回馬氏體相的額外形狀過渡。表現(xiàn)出本征形狀記憶效應(yīng)的活性材料由形狀記憶合金組分制成,該組分將導(dǎo)致活性材料由于上述相變自動地使它們自身重新成形。本征的雙向形狀記憶行為必須通過處理在形狀記憶材料中被誘發(fā)。這些程序包括在馬氏體相中的材料的極端形變,在約束或載荷下的加熱-冷卻,或表面改性,如激光退火,拋光或噴丸處理。一旦材料已經(jīng)被訓(xùn)練成表現(xiàn)出雙向形狀記憶效應(yīng),低溫和高溫狀態(tài)之間的形狀變化通常是可逆的,并且通過高數(shù)量的熱循環(huán)仍然存在。相對比,表現(xiàn)出非本征的雙向形狀記憶效應(yīng)的活性材料是復(fù)合材料或多組分材料。它們將表現(xiàn)出單向效應(yīng)的合金與提供恢復(fù)力以重新成形原始形狀的其他元件結(jié)合。當(dāng)加熱時形狀記憶合金記憶其高溫形式的溫度可以通過合金組分中的輕微變化并通過熱處理調(diào)整。例如在鎳-鈦形狀記憶合金中,其可以從高于約100oC變化到低于約-100oC。形狀恢復(fù)過程僅在幾度的范圍內(nèi)發(fā)生,轉(zhuǎn)變的開始或結(jié)束可以被控制在一度或二度內(nèi),這取決于希望的應(yīng)用和合金組分。形狀記憶合金的機械性能在其轉(zhuǎn)變的整個溫度范圍上非常大的變化,典型地為系統(tǒng)提供形狀記憶效應(yīng),超彈性效應(yīng)和高阻尼能力。合適的形狀記憶合金材料包括,但不限于,鎳-鈦基合金,銦-鈦基合金,鎳-鋁系合金,鎳-鎵基合金,銅基合金(例如,銅-鋅合金,銅鋁合金,銅-金,和銅-錫合金),金-鎘基合金,銀-鎘基合金,銦-鎘基合金,錳-銅基合金,鐵-鉑基合金,鐵-鉑基合金,鐵-鈀基合金,等等。合金可以是二元合金,三元合金或任何更高級數(shù),只要合金組分表現(xiàn)出形狀記憶效應(yīng),例如,在形狀取向,阻尼能力等等的變化。因此,對于本發(fā)明的目的,應(yīng)認識到的是,SMA當(dāng)加熱到它們的相變溫度以上時表現(xiàn)出近似2.5倍的模量增加和直到8%的尺寸變化(取決于預(yù)應(yīng)變量)。應(yīng)認識到的是,在SMA是單向操作時,偏置力返回機構(gòu)(如彈簧)將需要SMA返回到其起始構(gòu)造。最后,應(yīng)認識到的是,可以使用焦耳加熱來使整個系統(tǒng)電子可控。熱激活的形狀記憶聚合物(SMP)是表現(xiàn)出以下屬性的聚合物。首先,它們的彈性模量基本上在狹窄轉(zhuǎn)變溫度范圍上變化(通常1-3數(shù)量級)。第二,通過改變聚合物的組分,溫度范圍可以被調(diào)整以處于寬范圍內(nèi),該范圍包括為0至150oC間隔。第三,在高于轉(zhuǎn)變范圍的溫度處在彈性響應(yīng)中具有有限彈力高水平,其中模量相當(dāng)程度地保持不變。除了彈性模量,例如對濕氣的滲透性和折射率的屬性也表現(xiàn)出在轉(zhuǎn)變溫度范圍上的顯著變化。由其他刺激,如光和濕度,激活的形狀記憶聚合物顯示出類似的行為,其中屬性變化在對應(yīng)于特定刺激的有限分開的離散值的范圍上發(fā)生。這些屬性是聚合物形態(tài)的結(jié)果,該聚合物包含由兩種類型的交聯(lián)(不可逆的和可逆的)連接的原子鏈。通過供給足夠的熱能以使聚合物溫度升高到高于熱激活的SMP中的轉(zhuǎn)變范圍,后者可以被打破。在這種條件下,聚合物中的鏈僅由不可逆的交聯(lián)保持在一起。因此,聚合物的彈性模量是低的,并且材料可以被拉伸到高應(yīng)變(例如,直到300%)。由于交聯(lián)的減少,聚合物鏈可以相對于彼此移動顯著的距離以適應(yīng)大應(yīng)變,而不引起可逆的交聯(lián)的破壞,并且因此沒有塑性破壞。如果在聚合物被冷卻到低于轉(zhuǎn)變范圍的溫度時維持該形變,可逆的交聯(lián)在它們的新位置中的聚合物鏈之間形成。交聯(lián)的增加的密度約束聚合物鏈的相對運動,并且因此增加材料的剛度。新形成的可逆的交聯(lián)用于在轉(zhuǎn)變范圍以上在作用到聚合物的形變中鎖定。實驗已經(jīng)表明聚合物可以在延長的時間段(例如,直到6個月)保持形變的形狀,只要它們在轉(zhuǎn)變范圍以下在聚合物的彈性限制內(nèi)加載并且材料溫度不升高進入或超過轉(zhuǎn)變范圍。轉(zhuǎn)變范圍以上的聚合物的隨后加熱導(dǎo)致可逆的交聯(lián)破壞,并且如果材料沒有外部載荷在轉(zhuǎn)變范圍以上恢復(fù)先前誘發(fā)的形變。應(yīng)變恢復(fù)通常是接近全部的(例如,98%或更多)。因此,SMP可以通過使它們形變到轉(zhuǎn)變范圍以上和冷卻它們到轉(zhuǎn)變范圍以下而獲得暫時形狀。原始形狀可以通過簡單地在外部載荷不存在的情況下將聚合物加熱到轉(zhuǎn)變范圍以上而恢復(fù)。根據(jù)的聚合物形態(tài)的性質(zhì),可以形成各種各樣的SMP。分類SMP的一種方法基于交聯(lián)的性質(zhì)。熱固性SMP中的不可逆的交聯(lián)由共價鍵形成。熱塑性SMP沒有真正不可逆的交聯(lián)。它們具有兩個或更多類型的可逆的交聯(lián),其中有限分離的溫度范圍上形成和破壞。任何溫度(在其上聚合物以上述特定的方式行為)能夠作為材料的轉(zhuǎn)變范圍被處理。通常,落入材料的正常操作條件范圍內(nèi)的最低溫度范圍被用作轉(zhuǎn)變范圍。只有當(dāng)材料被加熱到高于它的轉(zhuǎn)變范圍時,對應(yīng)于該范圍和所有較低范圍的交聯(lián)被破壞。在較高的溫度下破壞和形成的交聯(lián)是不受影響的,并且在這類SMP中起到不可逆的交聯(lián)的作用。可逆的交聯(lián)是次級鍵,其包括氫鍵,離子鍵,和范德華力,其會導(dǎo)致直鏈分子(尤其是具有相同的立構(gòu)規(guī)整度和可忽略的側(cè)基的那些)結(jié)晶。不可逆的交聯(lián)產(chǎn)生纏結(jié)和共價交聯(lián),并且對于一些光激活的SMP可以是可逆的。主鏈可以是熱塑性(即,基本上是線性分子的一維共價網(wǎng)絡(luò))。主鏈中的鏈接不是交聯(lián),而是鏈中的非相鄰原子之間的鏈接。因此,不是一維網(wǎng)絡(luò),存在非交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò),其由于一維的性質(zhì)而在被加熱到軟化溫度以上時容易地流動,這促進了主鏈段之間的相對滑動。這樣,聚合物可以通過加熱到軟化溫度以上而容易地重新成形。在熱固性SMP中,三維共價網(wǎng)絡(luò)具有交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò),其在加熱時不流動。代替地,其燃燒或點燃到特性溫度以上,因為三維共價網(wǎng)絡(luò)限制主鏈段的運動。這樣,提供了更好的結(jié)構(gòu)屬性,以及耐熱和耐化學(xué)性。在熱塑性SMP中,原始/永久的形狀由硬鏈段產(chǎn)生的物理交聯(lián)設(shè)置;而在熱固性SMP中,可以沒有硬鏈段。永久的形狀通過在(軟)鏈段之間形成共價交聯(lián)設(shè)置。因此,對于本發(fā)明的目的,應(yīng)認識到的是,SMP當(dāng)加熱到它們的成分(其具有較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上表現(xiàn)出模量的急劇下降。如果在溫度下降時載荷/變形被維持,變形的形狀將在SMP中設(shè)置直到其在沒有載荷(在這種條件下其將返回到其模制的形狀)時被達到。盡管SMP可以在塊,片,板,格,束,纖維或泡沫的形式不同地使用,它們需要它們的溫度在它們的成分(其具有較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上,即在低溫環(huán)境中的連續(xù)功率輸入以保持在它們的低模量狀態(tài)。II.示例性組件實施方式,和激活方法返回到本發(fā)明的結(jié)構(gòu)構(gòu)造,組件10包括活性材料致動器12和接收元件18,其能夠與傳輸14連通。在圖1-4中示出了示例性致動器12,其呈現(xiàn)導(dǎo)線構(gòu)造,其限定外表面。術(shù)語“導(dǎo)線”應(yīng)以非限制性的意義使用,并且包括條帶,纜線,辮,鏈,或其它等同的拉伸結(jié)構(gòu);而且,應(yīng)認識到的是,本發(fā)明的組件10和方法可以與無導(dǎo)線致動器構(gòu)造一起使用,例如片,網(wǎng)格,三維結(jié)構(gòu)。接收元件18被構(gòu)造成在與傳輸14接合時使能,促進,或直接產(chǎn)生激活信號,并且可以采取施加到表面的涂層,表面處理,鄰近表面的外部層,包封致動器12的流體,致動器12內(nèi)浸漬的多個顆粒的形式,并且優(yōu)選地在致動器12的頂層內(nèi),或添加到致動器組分的高分子添加劑。涂層和/或?qū)?0(圖1-4)優(yōu)選地是柔性/可模塑的,并且構(gòu)造成通過更快或更慢地響應(yīng)激活信號,更快或更慢地重新設(shè)置或冷卻,或?qū)Ρ粋鬏數(shù)牟煌芰繋Х磻?yīng)而限制熱激活的轉(zhuǎn)變。適于使用的表面處理22包括蝕刻,磨蝕,氧化,或拋光以誘發(fā)相似的效應(yīng)到復(fù)合材料的、層狀的或成分多樣的(即,分級的)涂層。此外,如本文所用的術(shù)語“表面處理”應(yīng)包括微特征,例如尺寸和/或形狀的積極或消極表面特征,其導(dǎo)致表面變得或多或少對特定頻率信號敏感,以及大尺度特征,例如SMA導(dǎo)線12的成環(huán)或卷繞。在優(yōu)選的實施方式中,接收元件18可操作以改變輻射率,或以其他方式改變表面的熱傳遞特性,以便有選擇地使能和/或促進激活。也就是說,元件18可以遮蓋表面,并且在與傳輸14接合時可在第一和第二輻射率之間切換。第一輻射率優(yōu)選地比第二輻射率大10%,更優(yōu)選地大25%,最優(yōu)選地大50%。例如,元件18可以具有鄰近表面的外部層或涂層20,其包括發(fā)色材料。更具體地,元件18可以包括光致變色,熱致變色,電致變色,或加酸顯色材料,以便能夠分別接受光,熱,電,或酸性物質(zhì)。每個上述傳輸14可操作以修改發(fā)色元件18的顏色,以便有選擇地使得激活信號能夠通過表面。因此,在該構(gòu)造中,當(dāng)希望激活時,傳輸14被產(chǎn)生或停止,以便修改涂層或?qū)?8的顏色到可得到顏色的更熱吸收(即,較小的反射)的狀態(tài)。為了長距離上進行精確激活(其中提供了足夠的視線),本發(fā)明的優(yōu)選實施例采用激光16,和激光束傳輸14(圖1a)來加熱致動器12。束14可以平行地傳輸?shù)街聞悠?2,如隱線類型所示的,其中充分地相鄰。這就是說,在平行的情況下,束14必須被傳輸使得致動器12在其的熱影響區(qū)域內(nèi)。更優(yōu)選地,傳輸14包括多個束14a-c(圖1a),其定向為在多個位置處或從多個側(cè)接合致動器12,以便促進更均勻的加熱。束14a-c優(yōu)選地從單個源16分開,如連續(xù)地在圖1a所示的。如圖1所示,例如,束14a-c優(yōu)選地以一定角度接合致動器12,更優(yōu)選地以接近90度的角度,從而增加接合的接觸表面積。在此構(gòu)造中,接收元件18可以是由表面限定的結(jié)構(gòu)構(gòu)造,并且可操作以促進由致動器12的熱量吸收(圖1a)。在微特征被限定的情況下,元件18可以通過束14的相和/或頻率調(diào)和,并且更優(yōu)選地可以由此產(chǎn)生。例如,高功率脈沖Nd:YAG激光16的兩個或多個束可以用于產(chǎn)生二維干涉圖案。以合適的干涉圖案,形狀記憶合金致動器12的形態(tài)和相微結(jié)構(gòu)可以協(xié)調(diào)以促進加熱。在另一個例子中,接收元件18還可以包括光電流體(圖2)或單元,或煙火涂層(圖1),其在接合激光束14時釋放足夠的熱能變換致動器12。此外,應(yīng)認識到的是,用于提高激光的吸收的其他合適的接收元件18可以被使用,包括石墨,其應(yīng)用為氣溶膠噴霧,黑涂料,和在水浴中應(yīng)用的某些氧化物/磷酸鹽。在其它實施例中,來自傳輸14的能量直接轉(zhuǎn)換成激活信號,并且通過輻射,對流或傳導(dǎo)自主地傳送到致動器12。例如,并且如前面提到的,在傳輸是微波輻射的情況下,本發(fā)明的組件10構(gòu)思使用適當(dāng)?shù)慕邮赵?8,其熱連接到致動器12,和適當(dāng)?shù)牟▽?dǎo)器/衰減器24(圖1b),其可操作以引導(dǎo)微波傳輸14到其中。例如,組件10可以包括接收元件18,其由箔纏繞的層20組成,以及由纏繞20包封的SMA導(dǎo)線12。在這里,應(yīng)認識到的是,微波傳輸14將快速地加熱纏繞20,導(dǎo)致纏繞20通過傳導(dǎo)激活導(dǎo)線12。此外,在傳輸14是不充分的熱輻射的情況下,接收元件18可以包括煙火或熱電材料,也在層或涂層20中。替代地,并且如在'861申請中所述的,接收元件18可以構(gòu)成與致動器12直接接觸的面板,其中面板可操作以將太陽能熱輻射轉(zhuǎn)換成放熱反應(yīng)(煙火),或電流(熱電),其足以產(chǎn)生激活信號。替代地,傳輸14可以構(gòu)造成通過振動接收元件18而產(chǎn)生激活信號。在傳輸14包括無線電波的情況下,例如,元件18可以構(gòu)成能夠接受波14的頻率的陶瓷涂層或?qū)?0。在這里,組件10被構(gòu)造成使得導(dǎo)致陶瓷18由于接合傳輸14的振動。通過振動,熱能量被產(chǎn)生和激活信號被傳遞到相鄰的致動器12。在另一種替代方案中,組件10可以構(gòu)造成導(dǎo)致放熱反應(yīng),其在致動器12附近釋放熱能。在傳輸14是紫外線輻射的情況下,例如,接收元件18可以是有機酸(圖2),其具有當(dāng)暴露于紫外線輻射時可切換的PH值。一旦切換到更高的PH值,酸18可以在反應(yīng)中直接使用,或可以作為催化劑。相反地,應(yīng)認識到的是,更強的酸18可以用于驅(qū)動吸熱反應(yīng)(一個是冷卻)來停用系統(tǒng)。更強的酸18也可以用于產(chǎn)生涂層20中或浴中的導(dǎo)電性的變化,以便允許電信號的輸送來驅(qū)動激活。最后,在將無線傳輸14轉(zhuǎn)換為激活信號的另一例子中,接收元件18可以具有致動器12內(nèi)浸漬的多個多壁碳納米管,并且更優(yōu)選地在致動器12的上層內(nèi)(圖3)。應(yīng)認識到的是,納米管18能夠接受紅外輻射14,并且能夠吸收輻射并將它作為熱能耗散。在特定的實施例中,包括(1-10-25%w/w)的多壁碳納米管18的復(fù)合材料可以均勻地分散在聚氨酯基熱塑性SMP基體中。應(yīng)認識到的是,這樣的復(fù)合材料將容易受到普通意義上的直接熱激活(例如,使用加熱槍),但也容易受到紅外線輻射(其中波長在660和1000nm之間)和焦耳加熱(由于納米管的導(dǎo)電性)。示例性SMP由半結(jié)晶(弱有序的)硬鏈段(其具有近似150oC的轉(zhuǎn)變溫度)和軟鏈段(其具有近似48oC的轉(zhuǎn)變溫度的應(yīng)力誘發(fā)結(jié)晶)形成。碳納米管18用作應(yīng)變集中,其促進應(yīng)力誘發(fā)結(jié)晶,并且改進模量,恢復(fù)應(yīng)力,和Rr。最后,應(yīng)認識到的是,碳納米管含量中的2.9%v/v(即,5%w/w)增加相比于基體聚合物12使Rf從0.56增加至0.7并且受約束的恢復(fù)應(yīng)力從0.6增加至1.4MPa。同樣地,在致動器12由光敏熱固性形狀記憶聚合物基體形成,和傳輸14是具有輻射波長λ的紫外線輻射的情況下,接收元件18可以包括多個光敏分子開關(guān),其組成基體并且可操作以模擬熱激活(圖3和圖5)。合適的開關(guān)18由形成到基體的分子添加劑的聚合物主鏈上枝接的肉桂酸(CA)提供。當(dāng)λ大于閾值波長(例如,波長260nm)時使得共價交聯(lián)26在開關(guān)18中形成;并且當(dāng)λ小于閾值波長時交聯(lián)26停止(圖5)。結(jié)果,由于在交聯(lián)形成期間在基體內(nèi)的軟鏈段的增加的作用,致動器12經(jīng)歷激活類的轉(zhuǎn)變。在特定的例子中,基體可以包括n-丙烯酸丁酯,甲基丙烯酸羥乙酯和乙二醇1丙烯酸酯2CA(HEA-CA),其由聚(丙二醇)二甲基丙烯酸異分子聚合和交聯(lián)。圖5示出了光切換效果的進展,其中基體在其暴露于UV輻射(其具有大于260nm的λ)之后被拉伸。接著,除去外部應(yīng)力以允許致動器-接收元件基體以恢復(fù)應(yīng)變的一部分;并且最后,在光裂解步驟期間基體暴露于UV輻射(其具有小于260nm的λ),其允許致動器12恢復(fù)殘余應(yīng)變并返回到其更高的模量狀態(tài)。在優(yōu)選的實施方案中,前述組件10的兩個或多個可結(jié)合以使能由多個類型的傳輸14的致動(圖4)。例如,在適于用作監(jiān)視器或儀表的情況下,組件10可以包括多個SMA導(dǎo)線12,其每個從動地連接到指示標(biāo)簽28支承標(biāo)記,并且連通地連接到不同接收元件18的涂層/層20,只有當(dāng)接合多種類型(例如,射頻,激光,和微波)的傳輸14之一時,接收元件可操作以進行相關(guān)導(dǎo)線12的激活。此外,應(yīng)認識到的是,不同接收元件18可被涂覆在相同的導(dǎo)線12上,使得其不同區(qū)域?qū)㈨憫?yīng)于不同識別度的不同傳輸類型。已經(jīng)參照示例性實施例描述了本發(fā)明;本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是,在不脫離本發(fā)明范圍的情況下,可以進行各種改變并且等同物可以替代其元件。此外,可以進行許多修改將特定情況或材料適應(yīng)于本發(fā)明的教導(dǎo),而不脫離其實質(zhì)范圍。因此,預(yù)計的是,本發(fā)明并不限定于用于執(zhí)行本發(fā)明所構(gòu)思的最佳模式而公開的特點實施例,而是本發(fā)明將包括落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實施例。術(shù)語“一”和“一個”在本文中并不表示數(shù)量的限制,而是表示所引用的項目的至少一個的存在。后綴“(s)”如本文所使用的旨在包括其修改的術(shù)語的單數(shù)和復(fù)數(shù),從而包括一個或多個該用語。在整個說明書中對“一個實施例”,“另一實施例”,“一個實施方式”等等的參考意味著結(jié)合本文所述的至少一個實施例中包括的實施例描述的特定元件(例如,特征,結(jié)構(gòu),和/或特性),并且在其它實施例中可以或可以不存在。此外,應(yīng)理解的是,在各種實施例中可以任何合適的方式結(jié)合所述的元件。