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本と記事
キャビアのコース
最近そんな話がありました。 あるエンジニアは金属塗装用グリースに従事していました。 これは、数パーセントの微細な金属粉末が添加された一般的な潤滑剤です。 動作中、金属粒子が摩擦面に付着し、摩耗から保護します。 表面間のギャップが小さいほど、潤滑剤中の金属粒子はより細かくなければなりません。 技術的な矛盾が生じます。金属粒子が小さければ小さいほど、潤滑剤はより優れたものになりますが、その調製はより困難になります。 独創的な問題解決の理論に従って行動する場合、まず最初に理想的な最終結果 (IFR) を想像する必要があります。つまり、「最も理想的な場合に何を取得したいですか?」という質問に答える必要があります。 IFR - ファンタジー、夢。 IFRは達成不可能です。 しかし、彼は解決への道を切り開きます。 発明的な問題解決の理論を橋と比較したことを覚えていますか? したがって、IFR はこの橋の主要な柱の XNUMX つです。 潤滑問題の理想的な最終結果は何ですか? 答えるのは難しいことではありません。金属粒子を限界まで、個々の原子まで粉砕することが理想的です。 ご覧のとおり、独創的な問題解決の理論は、逆説的なヒントを与えます。「小さな金属粒子を入手するのは難しいでしょうか? では、超超超超小さな粒子を入手することになります。そのほうがずっと簡単です。」 ここでは、次のステップの化学が必要であるため、理論は沈黙します。 大きな金属粒子を含むオイルは機械的な懸濁液です。 金属粒子を粉砕するとコロイド溶液が得られます。 最後に、金属を原子またはイオンまで粉砕すれば、真の解決策が得られます。 これで、IFR を改良できるようになりました。油中の金属の溶液、つまり油とその中に個々の金属原子が存在することが理想的です。 残念ながら、そのような IFR は達成できません。 錬金術師でさえ、似たものは似たものに溶けることを知っていました。 油は有機物であり、有機物はよく溶けます。 しかし、残念なことに、金属は有機物質には属しません。 IFR に向かう途中で、物理的な矛盾が生じます。金属原子はオイルに溶解する必要があり (IFR を達成するために努力する必要があります!)、溶解してはなりません (化学の法則に違反してはならない!)。 IFR から少し脱線してみましょう。原子ではなく、金属を含む分子を油に溶解させます。 私たちは、「必要な量より少し少なくする」というすでによく知られた手法を使用しました。物質を原子まで粉砕することはできません。物質の粒子を原子ではなく分子としてもう少し大きくしましょう。 そして矛盾はすぐに消えます。 油中には金属原子は存在しません (分子は存在します) - そして油中には金属原子が存在します (それらは分子に含まれ、分子の中に「隠されています」)。 どの分子を摂取するかという XNUMX つの疑問を解決する必要があります。 これが唯一の明らかな可能性です。 分子は金属を含み、有機でなければなりません。 したがって、有機金属化合物を摂取する必要があります。 油に溶けやすく（有機物は有機物に溶けやすい）、金属原子を含みます。 この問題を解決するには、いくつかの単純な概念 (IQR、物理的矛盾、「必要な量より少し少なくする」) と、化学からの XNUMX つの非常に単純なルール (同様に溶解する) を使用する必要がありました。 確かに、問題はまだ完全に解決されていません。 有機金属物質の分子には金属原子が含まれていますが、金属原子は化合物内に存在するのではなく、個別に存在する必要があります... ここでも化学を思い出さなければなりません。 金属原子が分子から分離するには、分子が分解されなければなりません。 どうやってするの？ 化学の授業では、物質を加熱し、特定の温度で分解するというような実験を設定します。 オイルは走行中に摩擦により発熱します。 温度の上昇とともに分解する有機金属物質を使えば、問題は完全に解決されます。 では、この問題が実際にどのように解決されたかを見てみましょう。 エンジニアはまず試行錯誤して解決策を探しました。 彼は金属を研削するためのさまざまな方法を試し、実験を準備し、文献で解決策を見つけようとしました...数年が経過したある日、エンジニアは、書店で購入者の一人が販売者に有機金属化合物のガイドを求めているのを聞きました。 エンジニアは考えました。 有機金属物質には金属が含まれます。 それらは有機物質であり、油に溶けることを意味します - XNUMXつ...しかし、これはまさに必要な組み合わせです！ エンジニアは参考書を購入し、それをめくって、すぐに適切な物質、酢酸のカドミウム塩を見つけました。 このような事例は、発明に関する話でよく引用されます。 試行錯誤して作業する場合によくあることです。 人はランダムに解決策を探しますが、IFRを定式化したり、物理的な矛盾を特定したりするなど、問題に科学的にアプローチできることさえ認識していません。 その仕事は順応できるものではなく、その人は見たり聞いたりしたものすべてを利用しようとします。 誰かが店で有機金属物質のガイドを求めてくれたのは良かったです。 この偶然の手がかりがなかったら、あと何年捜索が続けられただろうか... 前章では、「ある物質に別の物質の添加物を導入する必要があるが、何らかの理由でそれができない場合、既存の物質を少し変えて添加物として使用する」という手法を定式化しました。 「ちょっとした変化」ってどういう意味ですか？ 変化には物理的なものがあります: 熱、冷却、物質の異なる凝集状態など。また、化学的: 物質を純粋な形ではなく、単離できる化合物の形で取るか、あるいは逆に、単体の物質を取り出し、それが役割を果たすときにそれを化合物に変換します。 このテクニックを使用した別の興味深い例を紹介します。 酸化アルミニウムの結晶は、非常に純粋な溶融物から成長します。 酸化アルミニウムを白金るつぼで溶かすことさえ不可能です。白金原子が溶融物に入り込む可能性があります。 本質的に、これは明らかな物理的矛盾を伴う発明的な問題である。溶融物がこぼれないように容器がなければならず、溶融物が汚染されないように容器があってはいけない。 酸化アルミニウムを溶かして酸化アルミニウムにする必要があります。 酸化アルミニウムを満たした容器を用意し、酸化アルミニウムを加熱して中心部分だけを溶かしてみましょう。 その結果、固体酸化アルミニウムの「るつぼ」内で酸化アルミニウムが溶融します。 加熱には電磁誘導を利用する必要があり、エネルギー源は被加熱物に接触しません。 すべて問題ありませんが、固体アルミナは誘電体であり、電気を通しません。 したがって、電磁誘導は発生しません。 確かに、溶融酸化物は導体です。 ただし、溶解には加熱が必要ですが、固体酸化物は誘電体であるため、加熱は必要ありません... これはタスクでよく起こります。XNUMX つの矛盾を克服すると、別の矛盾が発生し、さらに XNUMX 番目の矛盾が発生します...これはハードル レースのようなものです。XNUMX つの障壁を克服し、その後に別の障壁があり、また別の障壁が続きます... したがって、電磁誘導を発生させるためにはアルミナに金属片を添加する必要があるが、酸化物の汚染は容認できないため、金属片を添加することはできないという物理的矛盾が生じます。 この矛盾を克服する発明は、驚くほど単純であることが判明した。 アルミニウム片は、溶解する前に酸化アルミニウムに導入されます。 アルミニウムは電気をよく通すため、誘導の影響ですぐに発熱し、酸化アルミニウムが加熱され、溶け始めます。 アルミニウムは必要なくなり、溶融酸化物自体が電流を伝導します。 そしてアルミニウムは消滅します。高温になると燃え尽きて、酸化アルミニウムに変わります。 そして、もちろん、酸化物は酸化物を汚染しません... 簡単な問題を解いてみてください。 答えを得るには、たった XNUMX つのステップを踏むだけで済みます。 最初のステップ: 理想的なソリューションを想像してください。 あなたが魔術師であるかのように行動してください。 物事はあなたの命令に従います... XNUMX 番目のステップ: 再構築ややり直しをせずに、最小限の変更で完璧なソリューションを得る方法を考えます。 問題 33. 丁寧に報告されたバルーン... 多くの家庭では、ガスバーナーは液化ガスで動作します。 彼らはそのようなガスを金属製のシリンダーに保管します。 燃料がほとんど残っていない場合、ホステスはすぐにシリンダーを交換することを検討する必要があります。 しかし、タンク内の液体がほぼ使い果たされていることがどのようにしてわかるのでしょうか? この課題は、ある設計局の従業員によって解決されました。 たとえばシリンダー内に液体の XNUMX 分の XNUMX が残っていることにすぐに気づくための、簡単で便利な方法を考え出す必要がありました。 - ガス圧を測定しますか? あるエンジニアは考え込みながら言った。 - いいえ、何もうまくいきません。 シリンダー内に少なくとも一滴の液体がある限り、圧力は変化しません。使用済みガスは蒸発により補充されます。 - 風船の重さを測ったら？ 別のエンジニアが尋ねた。 いや、それもおそらくうまくいかないでしょう。 重いシリンダーを取り外したり、重さを量ったり、取り付け直したりするのは時々不便です... そして発明家が現れた。 「私は完璧な解決策を知っています」と彼は言った。 - シリンダー自体は、液体の XNUMX 分の XNUMX が残っていることを丁寧に報告する必要があります。 そして、彼は完璧な解決策を得る方法を説明しました。 何を提案しますか? ガラス管をシリンダーに取り付けることは危険ですのでご注意ください。
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