Владимир Петров - Стандарты изобретательства

Рис. 9.4. Технология HEXAGON

Стандартные строительные блоки HEXAGON — это блоки, похожие на конструктор Lego, где маленькие элементы, специальным образом связанные между собой, создают огромные и прочные конструкции. В результате пол, перекрытия, стены и перегородки связываются между собой так, что вертикальная усадка дома практически отсутствует.

Пример 9.5. Генетическая модификация

При генетической модификации сначала выделяют нужный ген, затем его вводят в молекулу нуклеиновой кислоты, чаще всего ДНК, которая является переносчиком этого гена в модифицируемый организм. Происходит преобразование клеток организма. Затем осуществляют отбор генетически модифицированных организмов и устранение тех, которые не были успешно модифицированы. Такие методы используются в медицине, сельском хозяйстве и исследованиях.

Это пример своего рода двойного внутреннего комплексного веполя. Внутренний комплексный веполь (переносчик) вводят в другой веполь (организм) — прием «матрешка».

Пример 9.6. Модификация древесины

Модификация древесины проводится химической обработкой. Для интенсификации процесса предложено древесину обрабатывать последовательным воздействием различными полями: сверхвысокочастотным, тепловым (нагревом), ультразвуковым и охлаждением (замораживанием) и магнитным 133 133 Патент РФ 2 340 443. .

Пример 9.7. Самовосстанавливающийся бетон

В Университете штата Мичиган разработан новый композитный материал из бетона, пронизанного микроволокнами, которые гнутся, но неломаются. Волосяные трещины в этом материале залечиваются самостоятельно засчитанные дни, так как ионы кальция, входящие в его состав, взаимодействуют с дождевой водой и двуокисью углерода, образуя заплатку из карбоната кальция 134 134 Популярная механика, 2013, №1. С. 48. .

Пример 9.8. Сушка табака

Перед сушкой табачных листьев их необходимо промыть, зафиксировать их цвет, а затем подать к сушильной установке. Выполнение каждой операции требует времени.

Предложено применить универсальное вещество — воду, нагретую до 80—85 оС: она и промывает, фиксирует цвет листьев, и транспортирует их в гидротранспортере к сушилкам. Листья выдерживают в гидротранспортере 0,5—3 мин.

Возрастает производительность процесса, упрощается процесс, отпадает необходимость в специальных емкостях для промывки листьев и фиксации их цвета, уменьшаются расходы пара и электроэнергии 135 135 А. с. 160 100. .

Пример 9.9. Система защиты пешеходов

При столкновении автомобиля с пешеходом происходит не только первичный удар пешехода автомобилем, но и вторичный удар пешехода об асфальт или другой объект. Это может привести к серьезным травмам.

Предложена система, предотвращающая пешехода от вторичного удара 136 136 Патент США 9 340 178 .

Система включает специальный клейкий слой, нанесенный на капот, передний бампер, передние боковые панели транспортного средства. Сверху клеящего слоя нанесен слой защитного покрытия. При столкновении с пешеходом покрытие разбивается, обнажая клеящий слой, прикрепляя пешехода к транспортному средству таким образом, что пешеход остается с транспортным средством, пока оно не остановится, и не будет отброшен автомобилем. Тем самым предотвращается вторичное столкновение пешехода с поверхностью дороги или другим объектом (рис. 9.5).

Рис. 9.5. Система защиты пешехода

220 — передняя часть автомобиля; 230 — покрытие; 232 — куски разбитого покрытия; 240 — клеящий слой; 250 — воздушный слой; 270 — пешеход; 272 — спина пешехода; 280 — клеящаяся система.

Пример 9.10. Устройство для прыжков в высоту

Планка для прыжков высоты разделана на две части. При задевании планки прыгуном половинки планки разделяются в стороны и вверх от спортсмена и прилегают к стойкам. Это осуществляется за счет системы пружин и шарниров (рис. 9.6) 137 137 А. с. 1 020 141. .

Рис. 9.6. Устройство для прыжков в высоту. А. с. 1 020 141

1 — стойка; 2 и 3 — части планки; 6 — пружинный фиксатор; 7 — упор; 8 — обойма; 9 — шарнир; 10 — кронштейн; 11 — пружина;

12 — ограничительный выступ; 13 — шарнир; 14 — отражатель;

15 — пружина.

Пример 9.11. Канат с амортизатором

При сильном ветре рвется канат, связывающий якорь и катер. Предложено сделать петлю из каната и соединить ее резиновым бинтом (рис. 9.7). Такие петли делаются в месте крепления каната к якорю и к катеру.

Рис. 9.7. Канат с амортизатором

Пример 9.12. Обработка поверхности

Для повышения срока службы режущих инструментов идеталей машин в 1,5—2 раза при неизменной форме обрабатываемых поверхностей поверхность изделия нагревают токами высокой частоты до температуры, непревышающей точку Кюри, с последующим воздействием магнитно-импульсным полем высокой напряженности в пределах 1000—8000 кА/м и времени импульса в пределах 10 -3-10 -6 с. При этом за счет перераспределения магнитно-импульсного поля получают эффект «самозатачивания» рабочих элементов инструмента и пошаговую обработку больших поверхностей 138 138 Патент РФ 2 339 704. .

Пример 9.13. Извлечение нефти

Для увеличения степени извлечения нефти на нефтяной пласт воздействуют электромагнитными, или ультразвуковыми, или акустическими волнами, которые модулируют информационными сигналами, резонансными углеводородам обрабатываемого нефтяного пласта и формируют в стоячие волны 139 139 Патент РФ 2 281 387. .

Пример 9.14. Оловянные усики

Припои на основе олова, имеющие низкую температуру плавления, распространены достаточно широко. Однако у них есть одно неприятное свойство: со временем на них вырастают «усики» — металлические волокна, расползающиеся во все стороны и повышающие вероятность короткого замыкания.

В компании Локхид Мартин разработали припой на основе меди, который не образует вредных «усиков». Обычная медь имеет температуру плавления 1100 оС, что не годится для пайки электроники. Однако медные наночастицы размером менее 10 нм имеют температуру плавления ниже 220 оС, что вполне пригодно для пайки 140 140 Популярная механика, 2014, №4. С. 22. .

Пример 9.15. Лихтеровоз

Буксир, как правило, везет одну баржу. Создали судно — лихтеровоз (рис. 9.8), которое перевозит много барж (лихтеров).

Рис. 9.8. Лихтеровоз

Пример 9.16. Обработка древесины

Древесину пропитывают аммиаком (пластифицируют), придают нужную форму и структуру, а фиксируют форму, замораживая жидким азотом, а затем воздействуют токами сверхвысокой частоты 141 141 Патент РФ 2 232 675. .

Пример 9.17. Умное покрытие

Исследователи из MIT разработали материал с умной поверхностью, уменьшающей лобовое сопротивление 142 142 Norbert Stoop, Romain Lagrange, Denis Terwagne, Pedro M. Reis & Jörn Dunkel. Curvature-induced symmetry breaking determines elastic surface patterns. Nature Materials, 14, 337—342 (2015). URL: http://www.nature.com/nmat/journal/v14/n3/pdf/nmat4202.pdf#references . .