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그리고 발명가 등장(TRIZ)

책과 기사 / 그리고 발명가가 왔습니다.

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트리즈. IKR 강좌

이 이야기는 최근에 일어났습니다. 한 엔지니어는 금속 래커 윤활제 작업을 하고 있었습니다. 미세하게 분쇄된 금속분말을 수% 첨가한 일반 윤활제입니다. 작동 중에 금속 입자가 마찰 표면에 침전되어 마모로부터 보호됩니다. 표면 사이의 간격이 작을수록 윤활제의 금속 입자도 작아야 합니다. 기술적 모순이 발생합니다. 금속 입자가 작을수록 윤활제는 더 좋지만 준비가 더 어려워집니다.

발명적 문제 해결 이론에 따라 행동한다면 먼저 이상적인 최종 결과(IFR)를 상상해야 합니다. 즉, 가장 이상적인 경우에서 무엇을 얻고 싶습니까?라는 질문에 답해야 합니다. IKR은 환상이자 꿈입니다. IFR을 달성할 수 없습니다. 그러나 그는 해결책을 모색하고 있습니다. 창의적 문제 해결 이론을 브리지와 비교했던 것을 기억하시나요? 따라서 IKR은 이 다리의 주요 기둥 중 하나입니다.

윤활 문제에 대한 이상적인 최종 결과는 무엇입니까? 대답은 어렵지 않습니다. 금속 입자를 개별 원자까지 한계까지 분쇄하는 것이 이상적입니다. 발명 문제 해결 이론은 보시다시피 "금속의 작은 입자를 얻는 것이 어렵습니까? 이것은 초초초소형 입자를 얻는다는 것을 의미합니다. 이것이 훨씬 쉽습니다."라는 역설적인 힌트를 제공합니다.

다음 단계의 화학이 필요하기 때문에 이론은 침묵합니다.

큰 금속 입자를 함유한 오일은 기계적 현탁액입니다. 금속 입자를 분쇄하면 콜로이드 용액이 생성됩니다. 마지막으로 금속이 원자나 이온으로 환원되면 진정한 용액이 얻어집니다. 이제 우리는 IFR을 명확히 할 수 있습니다. 이상적으로는 석유, 즉 석유와 그 안에 개별 금속 원자에 금속 용액을 포함하는 것입니다.

불행하게도 그러한 IFR은 달성할 수 없습니다. 연금술사들은 또한 다음과 같은 것을 알고 있었습니다. 기름은 유기 물질이므로 유기 물질은 잘 녹습니다. 그러나 아쉽게도 금속은 유기 물질에 속하지 않습니다. IFR로 가는 과정에서 물리적 모순이 발생합니다. 금속 원자는 오일에 용해되어야 하며(IFR을 위해 노력해야 합니다!) 용해되어서는 안 됩니다(화학 법칙을 위반해서는 안 됩니다!). IFR에서 조금 뒤로 물러나서 오일에 용해되는 원자가 아니라 금속을 포함하는 분자가 되도록 합시다. 우리는 "필요한 것보다 약간 덜 수행"하는 이미 익숙한 기술을 사용했습니다. 물질을 원자로 분쇄하는 것은 불가능합니다. 물질의 입자를 원자가 아니라 분자로 조금 더 크게 놔두십시오. 그리고 모순은 즉시 사라진다. 기름에는 금속 원자가 없으며 (분자가 있음) 기름에는 금속 원자가 있습니다 (분자에 "숨겨져"있습니다).

해결해야 할 한 가지 질문이 남아 있습니다. 어떤 분자를 섭취해야 할까요? 이것이 유일하게 명백한 가능성입니다. 분자는 금속을 포함해야 하며 유기물이어야 합니다. 따라서 유기금속 화합물을 섭취해야 합니다. 이는 기름에 쉽게 용해되며(유기물은 유기물에 쉽게 용해됨) 금속 원자를 포함합니다.

문제를 해결하기 위해 저는 몇 가지 간단한 개념(IFR, 물리적 모순, "필요한 것보다 약간 덜 수행"하는 기술)과 매우 간단한 화학 규칙(예: 용해)을 사용해야 했습니다. 사실, 문제는 아직 완전히 해결되지 않았습니다. 유기금속 물질의 분자에는 금속 원자가 포함되어 있지만 금속 원자는 화합물이 아닌 별도로 존재해야 합니다. 여기서 다시 화학을 기억해야 합니다. 금속 원자가 분자에서 방출되기 위해서는 분자가 분해되어야 합니다. 어떻게 하나요? 화학 수업에서는 다음과 같은 실험을 했습니다. 물질을 가열하고 특정 온도에서 분해했습니다. 작동 중에는 마찰로 인해 오일이 가열됩니다. 온도가 올라가면 분해되는 유기금속 물질을 취하면 문제는 완전히 해결될 것이다.

이제 이 문제가 실제로 어떻게 해결되었는지 봅시다.

엔지니어는 먼저 시행착오를 통해 해결책을 찾았습니다. 그는 금속을 연삭하기 위해 다양한 방법을 시도하고 실험을 수행했으며 문헌에서 해결책을 찾으려고 노력했습니다. 몇 년이 지났고 어느 날 서점에서 엔지니어는 고객 중 한 명이 판매자에게 참고 자료를 요청하는 것을 들었습니다. 유기금속 화합물에 관한 책. 엔지니어는 그것에 대해 생각했습니다. 유기금속 물질에는 금속이 포함됩니다. 그들은 유기 물질이므로 기름에 녹는다는 뜻입니다. XNUMX... 하지만 이것이 바로 필요한 조합입니다! 엔지니어는 참고서를 구입하여 훑어본 후 즉시 적합한 물질인 아세트산의 카드뮴 염을 발견했습니다.

발명에 대한 이야기에는 종종 그러한 사례가 포함됩니다. 시행착오를 통해 작업할 때 일반적입니다. 사람은 무작위로 해결책을 찾고 있지만 문제에 과학적으로 접근할 수 있다는 것조차 깨닫지 못합니다. IFR을 공식화하고 물리적 모순을 결정하는 것입니다. 작업이 실패하고 그 사람은 보고 듣는 모든 것을 사용하려고 합니다. 누군가가 가게에 유기 금속 물질에 관한 참고서를 요청한 것은 좋은 일입니다. 이 무작위 단서가 아니었다면 수색이 몇 년 동안 계속되었을지 누가 ​​알겠는가...

이전 장에서 우리는 다음과 같은 기술을 공식화했습니다. "어떤 물질에 다른 물질의 첨가제를 도입해야 하지만 어떤 이유로 이를 수행할 수 없는 경우 기존 물질을 첨가제로 사용하여 약간 변경해야 합니다." "조금 달라졌어"은(는) 무슨 뜻인가요? 변화는 물리적일 수 있습니다: 열, 냉각, 다른 응집 상태의 물질 섭취 등. 화학적: 순수한 형태가 아닌 분리할 수 있는 화합물 형태의 물질 섭취, 또는 반대로 , 단순한 물질을 취한 다음 그것이 그 역할을 할 때 그것을 화합물로 전환하십시오.

이 기술을 사용하는 또 다른 흥미로운 예를 들어보겠습니다. 산화알루미늄 결정은 매우 순수한 용융물에서 성장합니다. 백금 도가니에서는 산화알루미늄도 녹일 수 없습니다. 백금 원자가 용융물에 들어갈 수 있습니다. 본질적으로 이것은 명백한 물리적 모순이 있는 발명 문제입니다. 즉, 용융물이 쏟아지지 않도록 용기가 있어야 하고, 용융물이 오염되지 않도록 용기가 없어야 합니다. 산화알루미늄을 녹여 산화알루미늄으로 만들어야 합니다. 산화알루미늄으로 채워진 용기를 가져다가 산화알루미늄을 가열하여 중앙 부분만 녹도록 합시다. 그 결과 고체 산화알루미늄의 "도가니"에서 산화알루미늄이 용융됩니다. 가열하려면 전자기 유도를 사용해야 합니다. 에너지원은 가열된 물질과 접촉하지 않습니다.

모든 것이 괜찮지만 고체 산화알루미늄은 유전체이므로 전류를 전도하지 않습니다. 이는 전자기 유도가 없음을 의미합니다. 사실, 용융 산화물은 전도체입니다. 그러나 녹이려면 가열이 필요하며 고체 산화물은 유전체이기 때문에 가열이 필요하지 않습니다.

이것은 종종 작업에서 발생합니다. 하나의 모순을 극복하면 또 다른 모순이 발생하고, 세 번째 모순이 발생합니다... 장애물 경주에서처럼: 하나의 장벽을 극복하고 그 뒤에는 또 다른 장벽과 또 다른 장벽이 있습니다...

따라서 물리적 모순이 있습니다. 전자기 유도가 발생하려면 산화알루미늄에 금속 조각을 추가해야 하며, 산화물의 오염은 허용되지 않기 때문에 금속 조각을 추가할 수 없습니다. 이러한 모순을 극복할 수 있게 해 준 발명품은 의외로 간단했다. 용융이 시작되기 전에 알루미늄 조각이 산화알루미늄에 도입됩니다. 알루미늄은 전기를 잘 전도하므로 유도의 영향으로 빠르게 자체 가열되고 산화알루미늄을 가열하여 녹기 시작합니다. 이제 알루미늄은 필요하지 않으며 용융 산화물 자체가 전류를 전도합니다. 그리고 알루미늄은 사라집니다. 고온에서는 단순히 연소되어 산화알루미늄으로 변합니다. 그리고 산화물은 당연히 산화물을 오염시키지 않습니다.

간단한 문제를 해결해 보세요. 답을 얻으려면 두 단계만 거치면 됩니다. 첫 번째 단계: 이상적인 솔루션을 상상해 보세요. 마치 마술사인 것처럼 행동하세요. 상황은 귀하의 명령을 따릅니다... 두 번째 단계: 재구축 및 재작업 없이 최소한의 변경으로 이상적인 솔루션을 얻는 방법에 대해 생각해 보십시오.

문제 33. 공손하게 보고된 풍선...

많은 가정에서 가스 버너는 액화 가스를 사용합니다. 이 가스는 금속 실린더에 저장됩니다. 연료가 거의 남지 않은 경우 소유자는 가능한 한 빨리 실린더 교체를 고려해야 합니다. 하지만 실린더 안의 액체가 거의 다 소모된 시점을 어떻게 알 수 있습니까?

이 문제는 한 설계국 직원이 해결했습니다. 예를 들어 액체의 XNUMX분의 XNUMX이 실린더에 남아 있다는 것을 즉시 알아차릴 수 있는 간단하고 편리한 방법을 생각해 내는 것이 필요했습니다.

- 가스 압력을 측정하시겠습니까? -한 엔지니어가 신중하게 말했습니다. -아니요, 아무 일도 일어나지 않을 것입니다. 실린더에 액체 한 방울이라도 남아 있으면 압력은 변하지 않습니다. 증발로 인해 소비된 가스가 보충됩니다.

- 실린더의 무게를 측정하면 어떨까요? - 다른 엔지니어에게 물었습니다. - 아니, 아마 그것도 안 될 것 같아요. 무거운 실린더를 계속 분리하고 무게를 재고 다시 부착하는 것이 불편합니다...

그리고 발명가가 나타났습니다.

“나는 완벽한 해결책을 알고 있습니다.”라고 그는 말했습니다. - 실린더 자체에 액체가 XNUMX분의 XNUMX 정도 남았음을 정중하게 보고해야 합니다.

그리고 그는 완벽한 솔루션을 얻는 방법을 설명했습니다.

당신은 무엇을 제안합니까? 위험하므로 유리관을 실린더에 부착할 수 없으므로 주의하시기 바랍니다.

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