Kurs na ICR. Wynalazca

KSIĄŻKI I ARTYKUŁY
Darmowa biblioteka / Książki i artykuły / A potem przyszedł wynalazca

KURS NA Kawior

A potem pojawił się wynalazca (TRIZ)

Książki i artykuły / A potem przyszedł wynalazca

TRIZ. Kurs na RBI

Taka historia wydarzyła się niedawno. Jeden inżynier zajmował się smarem do lakierowania metali. Jest to popularny smar, do którego dodano kilka procent drobno rozdrobnionego proszku metalicznego. Podczas pracy cząsteczki metalu osadzają się na trących powierzchniach i chronią je przed zużyciem. Im mniejsza szczelina między powierzchniami, tym drobniejsze powinny być cząsteczki metalu w smarze. Powstaje techniczna sprzeczność: im mniejsze cząsteczki metalu, tym lepszy smar, ale trudniej go przygotować.

Jeśli postępujemy zgodnie z teorią rozwiązywania problemów wynalazczych, musimy przede wszystkim wyobrazić sobie idealny efekt końcowy (IFR), czyli odpowiedzieć na pytanie: co chciałbyś uzyskać w przypadku najbardziej idealnym? IFR - fantazja, sen. IFR jest nieosiągalny. Ale toruje drogę do rozwiązania. Pamiętasz, jak porównaliśmy teorię rozwiązywania problemów wynalazczych z mostem? Tak więc IFR jest jednym z głównych filarów tego mostu.

Jaki jest idealny wynik końcowy problemu ze smarowaniem? Nietrudno odpowiedzieć: idealnie byłoby rozdrobnić cząsteczki metalu do granic możliwości, do pojedynczych atomów. Teoria rozwiązywania problemów wynalazczych daje, jak widać, paradoksalną wskazówkę: „Czy trudno jest uzyskać małe cząsteczki metalu? Otrzymamy więc super-super-super-małe cząstki – jest dużo łatwiej”.

Tutaj teoria milczy, ponieważ w następnym kroku potrzebna jest chemia.

Olej z dużymi cząstkami metalu jest zawiesiną mechaniczną. Jeśli cząsteczki metalu zostaną zmiażdżone, otrzymamy roztwór koloidalny. Wreszcie, jeśli metal zostanie zmielony na atomy lub jony, otrzymane zostanie prawdziwe rozwiązanie. Teraz możemy udoskonalić IFR: idealnie byłoby mieć roztwór metalu w oleju, czyli oleju, aw nim poszczególne atomy metalu.

Niestety taki IFR jest nieosiągalny. Nawet alchemicy wiedzieli, że podobne rozpuszcza się w podobne. Olej jest substancją organiczną, substancje organiczne dobrze się w nim rozpuszczają. Ale metale, niestety, nie należą do substancji organicznych. W drodze do IFR powstaje fizyczna sprzeczność: atomy metali muszą być rozpuszczone w oleju (trzeba dążyć do IFR!) I nie mogą się rozpuszczać (nie wolno łamać praw chemii!). Odejdźmy trochę od IFR: niech nie atomy, ale cząsteczki zawierające metal rozpuszczą się w oleju. Zastosowaliśmy znaną już technikę „zrób trochę mniej niż potrzeba”: nie można rozdrobnić substancji na atomy, dobrze, niech cząsteczki substancji będą trochę większe - nie atomy, ale cząsteczki. I sprzeczność natychmiast znika. W oleju nie ma atomów metali (są molekuły) - a atomy metali są w oleju (są zawarte w molekułach, „ukryte” w nich).

Pozostaje rozwiązać jedno pytanie: które cząsteczki wziąć? To jedyna jasna możliwość. Cząsteczki muszą zawierać metal i muszą być organiczne. Dlatego musisz wziąć związek metaloorganiczny. Będzie łatwo rozpuszczał się w oleju (materia organiczna łatwo rozpuszcza się w materii organicznej) i będzie zawierał atomy metali.

Aby rozwiązać problem, musiałem użyć kilku prostych pojęć (IQR, fizyczna sprzeczność, „zrobić trochę mniej niż potrzeba”) i jednej bardzo prostej zasady z chemii (podobne rozpuszcza podobne). To prawda, że problem nie został jeszcze w pełni rozwiązany. Cząsteczki substancji metaloorganicznej zawierają atomy metali, ale atomy metali nie muszą być w związku, ale osobno... Tutaj znowu musimy przypomnieć chemię. Aby atom metalu oddzielił się od cząsteczki, cząsteczka musi ulec rozkładowi. Jak to zrobić? Na lekcjach chemii przeprowadzałeś takie eksperymenty: podgrzewałeś substancję iw określonej temperaturze ulegała ona rozkładowi. Olej nagrzewa się podczas pracy z powodu tarcia. Jeśli weźmiemy substancję metaloorganiczną, która rozkłada się wraz ze wzrostem temperatury, problem zostanie całkowicie rozwiązany.

Zobaczmy teraz, jak faktycznie rozwiązano ten problem.

Inżynier najpierw szukał rozwiązania metodą prób i błędów. Próbował różnych sposobów szlifowania metali, przeprowadzał eksperymenty, próbował znaleźć rozwiązanie w literaturze... Mijały lata, aż pewnego dnia w księgarni inżynier usłyszał, jak jeden z kupujących prosi sprzedawcę o podanie mu przewodnik po związkach metaloorganicznych. Inżynier zastanowił się. Substancje metaloorganiczne obejmują metale - czasy; są substancjami organicznymi, co oznacza, że rozpuszczają się w oleju - dwa... Ale to jest dokładnie to połączenie, które jest wymagane! Inżynier kupił podręcznik, przekartkował go i od razu znalazł odpowiednią substancję - sól kadmu kwasu octowego.

Takie przypadki są często przytaczane w opowieściach o wynalazkach. Są one typowe podczas pracy metodą prób i błędów. Człowiek szuka rozwiązania na chybił trafił i nawet nie zdaje sobie sprawy, że do problemu można podejść naukowo: sformułować IFR, określić fizyczną sprzeczność. Zadanie nie jest wykonalne, a osoba stara się wykorzystać wszystko, co widzi lub słyszy. Dobrze, że ktoś w sklepie poprosił o przewodnik po substancjach metaloorganicznych. Gdyby nie ta przypadkowa wskazówka, kto wie, ile jeszcze lat trwałyby poszukiwania…

W poprzednim rozdziale sformułowaliśmy technikę: „Jeśli konieczne jest wprowadzenie dodatku innej substancji do jakiejś substancji, ale z jakiegoś powodu nie można tego zrobić, należy użyć istniejącej substancji jako dodatku, trochę ją zmieniając. " Co oznacza „drobna zmiana”? Zmiany mogą być fizyczne: ciepło, zimno, weź substancję w innym stanie skupienia itp. I chemiczne: weź substancję nie w jej czystej postaci, ale w postaci związku, z którego można ją wyizolować, lub odwrotnie , weź prostą substancję, ale kiedy spełni swoją rolę, przekształć ją w związek chemiczny.

Podam inny ciekawy przykład zastosowania tej techniki. Kryształy tlenku glinu są hodowane z bardzo czystego stopu. Niemożliwe jest nawet stopienie tlenku glinu w tyglu platynowym: atomy platyny mogą dostać się do stopu. W istocie jest to wynalazczy problem z wyraźną fizyczną sprzecznością: musi istnieć naczynie, aby stopiony materiał się nie rozlał, i nie powinno być naczynia, aby stopiony materiał nie został zanieczyszczony. Będziemy musieli stopić tlenek glinu w... tlenek glinu. Weźmy dowolne naczynie wypełnione tlenkiem glinu i podgrzejmy tlenek tak, aby stopiła się tylko środkowa część. Rezultatem jest stopiony tlenek glinu w „tyglu” stałego tlenku glinu. Do ogrzewania konieczne jest zastosowanie indukcji elektromagnetycznej: źródło energii nie styka się z podgrzewaną substancją.

Wszystko jest w porządku, ale stały tlenek glinu jest dielektrykiem, nie przewodzi prądu. Nie występuje więc indukcja elektromagnetyczna. To prawda, że stopiony tlenek jest przewodnikiem. Ale topienie wymaga ogrzewania, ale nie będzie ogrzewania, ponieważ stały tlenek jest dielektrykiem ...

Z zadaniami często tak jest: jak pokonasz jedną sprzeczność, to drugą, to pojawia się trzecia... To jak w biegu przez płotki: pokonujesz jedną barierę, a po niej kolejną i kolejną...

A więc fizyczna sprzeczność: kawałki metalu muszą być dodane do tlenku glinu, aby nastąpiła indukcja elektromagnetyczna, a kawałków metalu nie można dodawać, ponieważ zanieczyszczenie tlenkiem jest niedopuszczalne. Wynalazek, który przezwycięża tę sprzeczność, okazał się zaskakująco prosty. Kawałki aluminium są wprowadzane do tlenku glinu przed stopieniem. Aluminium dobrze przewodzi prąd, dlatego pod wpływem indukcji szybko się nagrzewa i podgrzewa tlenek glinu - zaczyna się topić. Teraz aluminium nie jest potrzebne, sam stopiony tlenek przewodzi prąd. A aluminium znika: w wysokiej temperaturze po prostu wypala się, zamieniając się w tlenek glinu. A tlenek oczywiście nie zanieczyszcza tlenków ...

Spróbuj rozwiązać prosty problem. Aby uzyskać odpowiedź, wystarczy wykonać tylko dwa kroki. Pierwszy krok: wyobraź sobie idealne rozwiązanie. Zachowuj się, jakbyś był magikiem. Rzeczy podążają za twoimi rozkazami... Drugi krok: zastanów się, jak uzyskać idealne rozwiązanie bez przebudowy i przeróbek - z jak najmniejszymi zmianami.

Zadanie 33. BALON GRZEJNIE ZAPISANO...

W wielu domach palniki gazowe działają na skroplony gaz. Przechowują taki gaz w metalowych butlach. Jeśli pozostało mało paliwa, gospodyni powinna pomyśleć o szybkiej wymianie butli. Ale skąd wiesz, że płyn w zbiorniku jest prawie zużyty?

Zadanie to zostało rozwiązane przez pracowników jednego biura projektowego. Trzeba było wymyślić prosty i wygodny sposób, aby od razu zauważyć, że w balonie pozostała, powiedzmy, jedna dziesiąta płynu.

- Zmierzyć ciśnienie gazu? — powiedział w zamyśleniu jeden z inżynierów. - Nie, nic nie zadziała. Dopóki w cylindrze znajduje się co najmniej kropla cieczy, ciśnienie się nie zmienia: zużyty gaz jest uzupełniany w wyniku parowania.

- A jeśli zważysz balon? — zapytał inny inżynier. Nie, to chyba też nie działa. Niewygodne jest odłączanie od czasu do czasu ciężkiej butli, ważenie jej, ponowne mocowanie...

A potem pojawił się wynalazca.

„Znam idealne rozwiązanie” – powiedział. - Sama butla musi grzecznie zgłosić, że pozostała jedna dziesiąta płynu.

I wyjaśnił, jak uzyskać idealne rozwiązanie.

Co byś zasugerował? Należy pamiętać, że szklane rurki nie mogą być przymocowane do butli, jest to niebezpieczne.

Więcej >>

Zobacz inne artykuły Sekcja A potem przyszedł wynalazca.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Energia z kosmosu dla Starship 08.05.2024

Wytwarzanie energii słonecznej w przestrzeni kosmicznej staje się coraz bardziej wykonalne wraz z pojawieniem się nowych technologii i rozwojem programów kosmicznych. Szef startupu Virtus Solis podzielił się swoją wizją wykorzystania statku kosmicznego SpaceX do stworzenia orbitalnych elektrowni zdolnych zasilić Ziemię. Startup Virtus Solis zaprezentował ambitny projekt stworzenia elektrowni orbitalnych przy użyciu statku Starship firmy SpaceX. Pomysł ten mógłby znacząco zmienić dziedzinę produkcji energii słonecznej, czyniąc ją bardziej dostępną i tańszą. Istotą planu startupu jest obniżenie kosztów wystrzeliwania satelitów w przestrzeń kosmiczną za pomocą Starship. Oczekuje się, że ten przełom technologiczny sprawi, że produkcja energii słonecznej w kosmosie stanie się bardziej konkurencyjna w stosunku do tradycyjnych źródeł energii. Virtual Solis planuje budowę dużych paneli fotowoltaicznych na orbicie, wykorzystując Starship do dostarczenia niezbędnego sprzętu. Jednak jedno z kluczowych wyzwań ... >>

Nowa metoda tworzenia potężnych akumulatorów 08.05.2024

Wraz z rozwojem technologii i coraz większym wykorzystaniem elektroniki, kwestia tworzenia wydajnych i bezpiecznych źródeł energii staje się coraz pilniejsza. Naukowcy z Uniwersytetu w Queensland zaprezentowali nowe podejście do tworzenia akumulatorów cynkowych o dużej mocy, które mogą zmienić krajobraz branży energetycznej. Jednym z głównych problemów tradycyjnych akumulatorów wodnych było ich niskie napięcie, co ograniczało ich zastosowanie w nowoczesnych urządzeniach. Ale dzięki nowej metodzie opracowanej przez naukowców udało się pokonać tę wadę. W ramach swoich badań naukowcy zajęli się specjalnym związkiem organicznym – katecholem. Okazało się, że jest to ważny element, który może poprawić stabilność akumulatora i zwiększyć jego wydajność. Takie podejście doprowadziło do znacznego wzrostu napięcia akumulatorów cynkowo-jonowych, czyniąc je bardziej konkurencyjnymi. Zdaniem naukowców takie akumulatory mają kilka zalet. Mają b ... >>

Zawartość alkoholu w ciepłym piwie 07.05.2024

Piwo, jako jeden z najpopularniejszych napojów alkoholowych, ma swój niepowtarzalny smak, który może zmieniać się w zależności od temperatury spożycia. Nowe badanie przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców wykazało, że temperatura piwa ma znaczący wpływ na postrzeganie smaku alkoholu. Badanie prowadzone przez naukowca zajmującego się materiałami Lei Jianga wykazało, że w różnych temperaturach cząsteczki etanolu i wody tworzą różnego rodzaju skupiska, co wpływa na postrzeganie smaku alkoholu. W niskich temperaturach tworzą się bardziej piramidalne skupiska, co zmniejsza ostrość smaku „etanolu” i sprawia, że napój ma mniej alkoholowy smak. Wręcz przeciwnie, wraz ze wzrostem temperatury grona stają się bardziej łańcuchowe, co skutkuje wyraźniejszym alkoholowym posmakiem. To wyjaśnia, dlaczego smak niektórych napojów alkoholowych, takich jak baijiu, może zmieniać się w zależności od temperatury. Uzyskane dane otwierają nowe perspektywy dla producentów napojów, ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Dyski twarde HGST 10 TB 12.09.2014

HGST, oddział Western Digital, wprowadził na rynek serię 3,5-calowych dysków twardych Ultrastar He8 o pojemności do 8 GB. Tworząc dysk twardy, twórcy wykorzystali talerze magnetyczne o pojemności 1,2 TB bez użycia „kafelkowego” nagrywania SMR. Talerze o pojemności 1,2 TB są prawdopodobnie wewnętrznym produktem Western Digital, a HGST w pełni je wykorzystał.

Zwiększając maksymalną pojemność z 6 TB do 8 TB na dysk, firma twierdzi, że zużycie na jednostkę pamięci spadło o 23%. Warto zauważyć, że Seagate produkuje swoje dyski twarde o pojemności 8 TB na talerzach SMR, które mają swoje wady. Firma HGST wykorzystała również metodę zapisu częściowego nakładania się i już rozpoczęła próbne dostawy pierwszych w branży 10-calowych dysków twardych HelioSeal 3,5 TB. Nowe dyski są oparte na siedmiu talerzach 1,43 TB, które można uzyskać z talerzy PMR o pojemności 1,2 TB po zastosowaniu częściowego nakładania się ścieżek.

HGST donosi również o serii Ultrastar 7K6000, która dzięki pięciu talerzom o pojemności 1,2 TB może działać bez wpompowywania helu. Ta seria, według HGST, będzie ostatnim systemem „powietrznym”.

Wspomniane dyski to rozwiązania serwerowe, które można wykorzystać do organizowania archiwów na macierzach dyskowych.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Tanie chińskie samochody elektryczne

▪ Elektryfikacja win

▪ Humble Motors Humble One zasilany energią słoneczną SUV

▪ Podwójny procesor graficzny Nvidia Tesla K80

▪ Wyznaczone charakterystyki polaronów

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Dozymetry. Wybór artykułu

▪ artykuł Modelarstwo lotnicze dookoła. Wskazówki dla modelarza

▪ artykuł Jaka jest największa pustynia na Ziemi? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Żubrówka Południe. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Prosty programator mikrokontrolerów. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Normy dotyczące testowania sprzętu elektrycznego i urządzeń do instalacji elektrycznych konsumentów. Maksymalne dopuszczalne luzy w łożyskach ślizgowych silników elektrycznych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn