Главная    Теория    Эволюция и изобретатель
Описание работы с изобретением в стиле "научный туризм с разговорчивым гидом"
Новые идеи, которые появились в процессе поиска продуктов-родственников
Новые идеи, которые появились при составлении первой иерархии АТИ

Эволюция и изобретатель

Г. Зайниев

Новые идеи, которые появились при составлении второй иерархии АТИ

Популяция идей "двуслойное сборное тело"

"Двуслойное сборное тело для производства щеток", у которого первый слой сделан из сборного тела, а второй - из сплошного.

Предметом рассмотрения в этом разделе должны быть 12 комбинаций представленных выше на схеме. Рассмотрим их последовательно.

№1

Первый слой: "совокупность неслипшихся тел" (например, порошок)

Второй слой: Сплошное тело изготовленное с отверстиями, например, методом отливки

Для удержания неслипающихся шариков вместе необходима внешняя оправка, которую можно будет убрать только после того как процесс продавливания завершен

Второй слой, например, может быть внешне похож на решетку мясорубки, но в отличие от нее, дырки второго слоя не предназначены для работы в качестве фильер, сквозь которые продавливают материал. Второй слой обеспечивает удержание первого слоя и полости, в которые попадают щетинки, которые выдавливаются сквозь отверстия первого слоя. Материал, который мы вдавливаем в первый слой, например, в порошок и заставляем проходить сквозь полости в этом порошке может быть любым, например, порошок, суспензия, мягкое сплошное тело, гель и тому подобное.

Размеры и форма дырок во втором слое могут быть разные, например, длина и ширина этих дырок может быть сравнима (круглые, квадратные и тому поддобные дырки) или же длина может быть много больше ширины, как в случае щели. В зависимости от параметров дырок второго слоя шарики или частицы первого слоя будут иметь соответствующие размеры и расположение.

Общая форма слоев может быть разная, например, две плоскости или две коаксиальных трубы или две замкнутые полости, например, две коробки - одна внутри другой.

Для каждого из последующих 39 вариантов необходимо рассмотреть все эти возможности.

Первый слой может быть сделан из порошка, который образован шарикоподобными телами или, например, в виде пучка палочек (например, как спички, закругленные по углам) так, что между ними образуются каналы. Если этот пучок удерживается внешней оправкой, (например пучок палочек вставлен внутрь трубы), то продавливаемая масса раздвинет их так, что получится сплошное тело с каналами, заполненными продавливаемым материалом.

Этот материал в виде нитей будет находиться внутри дырок второго слоя.

Первый слой при любой его толщине может быть очень большим по площади, так что по относительным размерам это будет тонкий слой как пленка. Кроме того он собран из повторяющихся элементов (дырок ) и поэтому имеет регулярную структуру. Сама структура этой пленки композитная составленная из материала одинаковых тел и материала щетинок между ними.

Можно придумать и нарисовать типовые структуры, которые можно построить используя такую структуру первого и второго слоя. При этом возможные применения таких структур будут зависеть как от относительных размеров этих слоев так и от природы использованных материалов,

Например, если в слое есть дырки, внутри которых коаксиально выдавлена нить, то это можно использовать для контроля слоя на истирание. (Когда слой сотрется, внутренние нити начнут контактировать с поверхностью, которая трется по дырчатой поверхности).

Аналогично этому, можно залить слой третим материалом, а затем стачивать его так, чтобы получился контакт со всеми нитками. Эти нитки могут быть одного заряда, а вся пластина другого заряда (или такого же). Тогда материал, который залит в дырку будет под действием поля и это поле будет влиять на материал, например, ориентировать его при нагреве и охлаждении. (или даже создавать электретную поверхность? Или для создания электретного слоя нужны очень большие напряжения?) Можно делать любую форму дырки и потом получать мелкие детали с центральной дыркой, у которых внутренняя и наружная поверхность имеют разные заряды (электретно)

Другой вариант таков, что эти нерегулярных размеров выдавленные нити будут работать как скелет и якорь. А вокруг они будут облеплены материалом типа геля, который будет обеспечивать необходимые функции, а эти крючки будут просто арматурами, каждая из которых держит свой кусок геля.

Это могут быть, также, частицы ионнообменной смолы, например, сшитые так, что обступают эту проволоку, и она удерживает их. Для этого, например, можно давить до упора так, чтобы нить уперлась в противоположную стенку и загнулась крючком.

Этот крючок, который я с разгону придумал для усиления возможности удерживать кусочек геля, мгновенно наводит на мысль о велкро. Если подобрать правильно материал, то эти крючки будут упругие и многократно изгибаемые. Это значит, что две таких поверхности будут работать как велкро-поверхности. Сегодня велкро поверхность весьма сложно организована, одна поверхность покрыта крючками, а другая петлями. В нашем случае обе поверхности могут быть одинаковыми и размеры этих крючков могут быть меньше. Не имеет сейчас смысла оценивать, что лучше или хуже. Это две системы, которые в определенных случаях могут работать как альтернативы. Здесь же надо вспомнить о том, что мы говорили о разных мирах. В данном случае велкро поверхности можно делать макро размеров и разной формы. Это может быть поверхность тела, которое сделано из такого композитного материала, который представляет собой частицы, промежутки между которыми заполняет пластичный материал.

Если крючки, например, металлические, то их можно греть с обратной стороны через стенку и они будут нагревать только свою ближайшую окрестность. Это может быть очень выгодно для каталитических реакций, так как реакция будет идти только между шариками или внутри геля, а поток газа или жидкости более холодный будет лететь мимо, и только те молекулы, которые войдут в теплый слой между этими выступами и внутри них, будут достаточно горячими именно там, где и надо - только рядом с катализатором.

А можно охлаждать, если, например, нужно осуществлять абсорбцию. В обоих случаях выигрыш в том, что не надо охлаждать или нагревать весь объем

Аналогично, если выдавить гелевые или пористые палочки, то можно будет подавать с одной стороны на другую какие-нибудь молекулы, которые будут дифундировать вдоль этих палочек.

Так можно создавать постоянную медленную доставку, например, лекарства с поверхности пластыря. Например, пластырь дырчатый, а внутри дырки активные молекулы и шетинка (по оси дырки), которая через поверхность пластыря подключена к плоской батарейке. Тогда это будет постоянный направленный электрофорез лекарственных молекул внутрь тела. Или наоборот, если пластырь толстый и каналы как микрокапилляры, то в них можно будет оттягивать с залечиваемой поверхности "плохие" молекулы. Короче, это может быть как увеличение поверхности, так и активное воздействие на молекулы

Еще один вариант. Если плотность дырок в пластыре будет совпадать с плотностью пор на коже, то в каждой дырке может быть свой микроэлектрод, который не гнется, и который не нужно протыкать в кожу. Или наоборот, если размеры щетинок такие, что они безболезнено войдут в кожу, то можно сделать так, что пластырь по кругу приклеивается, а потом центральная часть придавливается так, что щетинки вылезают наружу из дырок и входят в кожу. Например слой с дырками сделан из геля, который сплющится, а жидкость будет входить в кожу.

Здесь срабатывает именно то, что такая стенка или пленка будет иметь большую поверхность. Биологический аналог - эпителий кишечных стенок.

Если такой сплошной второй слой, залить материалом и сточить его, чтобы все нитки показались, то потом можно щетку вытащить и получить второй слой с очень тонкими сквозными каналами, которые непонятно как сделать по другому.

Таким образом, в этой схеме есть два варанта. В первом - конечным продуктом является щетка и используя один второй слой можно делать много щеток.

Во втором варианте сделав одну щетку можно делать много вторых слоев с тонкими каналами. В процессе такой работы щетка будет стачиваться и ее надо будет додавливать удлиняя щетинки. Это как раз такое применение, при котором нужна ПТИ-ПТС "щетка не вынутая из держателя и устройства заполненного материалом щетинок".

Преимущество такого подхода в том, что он позволяет любым способом (дешевым и экономичным) делать пленку с дырками минимального размера. Эту пленку с дырками можно использовать как второй слой, и щетинки выдавить в эти дырки или вставить, если щетка уже есть, и затем залить дырки каким-либо материалом и после этого щетку вытащить. В пленке останутся отверстия размером с поперечное сечение щетинки.

Таким образом можно получать толстые микропористые мембраны с каналами, а не с порами. Важно то, что несущий материал такой пленки может быть механически прочным и таким, как надо для макроприменений, а вокруг дырки будет слой другого материала, который может быть специфическим, потому что он будет окружать тот поток, который будет проходить сквозь эту мембрану.

Такие мембраны могут быть сделаны небольшого размера, для того чтобы вставлять их как инкрустацию в дырки другого слоя. Например, дырки любой формы и размером в сантиметры или миллиметры, в которые вставляется (как плоская пробка) мембрана с такими композитными микронными отверстиями. Материал окружающий такую дырку может быть управляемым снаружи полем или давлением, так что дырка по сигналу закрывается или открывается.

Несколько таких "плоских пробок", вставленных одна за другой и собранных в пачку, могут за счет управления стать перистальтическим насосом, который сможет прокачивать жидкость сквозь каналы в любую сторону.

Быть может главное приобретение в такой конструкции в том, что она снимает ограничения на механические свойства материала, который окружает микронную дырку. На этот материал не будут влиять также условия изготовления дырки, потому что в этот момент его там нет.

Надо отметить в этом месте, что все перечисленные применения могут быть обеспечены и такими "вторыми слоями", которые изготовлены иначе. Например, можно использовать второй слой, который представляет собой сетку. Эта сетка может быть сделана любым способом, например, сплетена из нитей. Мы должны будем рассмотреть такую сетку более подробно в разделе, где второй слой представляет собой сборное тело. Может быть особенности структуры или способа изготовления подскажут нам такие применения, которые, в свою очередь, окажутся применимы и для других видов слоев, но мы их сейчас не видим.

Такая щетка, щетинки которой вставленны во второе тело, представляющее собой пучок каналов, может быть электродом для капиллярного электрофореза, который идет параллельно во многих каналах.

Интересно также, что такая щетка, шетинки которой находятся внутри каналов второго слоя, может быть основой для различных видов "микрочип-диагностики", когда параллельно большое количество маленьких доз жидкостей, суспензий, эмульсий, гелей, мягких или твердых материалов подвергается воздействию, например, одинакового электрического потенциала. Каждая дырка имеет свой персональный микроэлектрод.

Не менее интересно, что материал окружающий этот микроэлектрод может менять цвет или светится в зависимости от напряжения на электроде. Возможен такой эффект, когда материал светится только в тонком слое вокруг электрода, а потом быстро затухает.

В нашем случае мы можем иметь пленку любого рамера, которая составлена из регулярно расположенных точек. Это могут быть первичные дырки, сделанные в сплошном втором слое. Например они могут образовывать буквы или рисунок. Выдавив в эти дырки электроды, заполнив их материалом и подключив к такой пленке с обратной стороны напряжение, можно получить светящийся рисунок. Если с обратной стороны давить сразу не всю пленку, а ввести шаблон, в который насыпать порошок, то тот рисунок, который должен будет светится, будет совокупностью точек полученных при выдавливании из одного шаблона. Таким образом можно будет получать независимые рисунки, (аналогия - печатная плата, в которой точки соединены проводами)

Если уж всплыла такая аналогия, то надо отметить, что такой рисунок это и есть печатная плата, у которой проводки выходят на обратную сторону не над платой а внутри дырки и это может дать новые возможности. Например, в дырки диаметром в десятки микрон можно коаксиально выдавливать микронные проволочки, которые сплошным слоем соединены с обратной стороны.

Например, такая дырка может быть защитой для элементов молекулярной электроники которые можно будет посадить на проволку, которая спрятана в дырке и, например, ее потом можно будет окружить гелем, жидкостью, суспензией, эмульсией или порошком. Другими словами, создать окружающую среду. Интересно , что такие дырки можно делать необходимого размера используя ранее описанный способ изготовления пленок с дырками. Например, пленка или пластина с дырками десять микрон, которые сделаны в пробке из специального материала, который туда залит. А теперь мы в него вставим микронный электрод. Главное, что это не штучная работа, а сразу параллельно все электроды, которые одновременно подключены к одному и тому же электроду, независимо как далеко они расположены на плате.

Итак, в этом варианте у нас есть возможность изготавливать щетку с помощью поверхности со сквозными отверстиями одного размера и формы, а затем эту щетку совмещать с другой поверхностью, в которой проделаны другие отверстия, например, меньшего размера или такие, что несколько щетинок оказываются в одной полости. Например, можно получить каналы, которые объединяют две дырки и совместить с пластиной две щетки с двух сторон так, что в начале и конце канала окажутся щетинки разного заряда. Так можно сделать элетрофорез в длинном канале, который сделан в виде сквозной прорези в пластине (например как лобзиком в фанере можно пропилить любой формы и длины пропил, лишь бы плоскость осталась целая. Таким образом можно сделать на большой пластине много пропилов, так что одинаковые щетки обеспечат электрофорез в этих каналах. Например, можно разделить жидкость на кислую и щелочную часть, а потом в середине каналов образовать перегородку (передавить канал) так, чтобы получить две отдельные жидкости (аналогия - получение "живой и мертвой" воды).

Такой подход может быть интересен для изготовления массовых и дешевых устройств работающих по принципу микрофлюидикс (microfluidics).

Можно делать щетку с микрощетинками в виде пятна так, что потом все это пятно попадет в одну дырку, и будет работать как пористый электрод с большой поверхностью.

Интересны также варианты, когда

· расстояние между такими пористыми электродами маленькое (они находятся по обе стороны широкой дырки в пленке)

· пористые электроды сделаны как торцевые пробки в длинном капилляре.

Остался неразобранным вопрос: Как использовать то, что мы рассматриваем неслипшиеся шарики в отличие от слипшихся, представленных в №4?

№2

Первый слой: "совокупность неслипшихся тел" (например, порошок)

Второй слой: Сплошное тело на поверхности которого есть углубления, например, канавки

Такой второй слой имеет поверхность, в которой нет сквозных отверстий, но могут быть канавки, колодцы, и другой формы углубления, внутрь которых можно используя первый слой, выдавливать щетинки

Все те варианты, рассмотренные в варианте №1, в которых не используются сквозные отверстия, могут быть осуществлены и в этом варианте.

Кроме этого есть новые возможности.

Например, можно использовать прозрачную пленку, в которой сделаны колодцы, и заполнить эти колодцы матриалом, описанным в примере о пленочной солнечной батарее. Далее, накрыть это вторым слоем, и продавить в каждый колодец металлическую щетинку. Эта щетинка будет электродом, по которому электроны будут выходить из этого колодца наружу. Например,

· Солнечная батарейка, которая представляет собой прозрачную пленку, в которой сделаны колодцы. Внутри колодцев материал с полупроводниковыми нано частицами и наша щетинка для вывода напряжения наружу.

· Если поместить прозрачную пленку поверх платы, то электроны можно выводить прямо на те дырки, где сидят щетинки платы, на которые будут действовать электроны, например в колодцах, где золотые проволочки щетинки несут на себе иммобилизованные молекулы, которые что-нибудь синтезируют, или разлагают, или двигают (как наномашины), или работают как сенсор, например светятся, если изменилась среда. Желающие могут поискать примеры и доизобрести эти два каскада,

№3

Первый слой: "совокупность неслипшихся тел" (например, порошок)

Второй слой: Сплошное тело, в котором проделаны отверстия

Отличие от предыдущих вариантов заключается в том, что поверхность второго слоя, который должен контактировать с первым слоем, имеет "историю происхождения". Был момент, когда эта поверхность была сплошной, затем в ней тем или иным способом проделали сквозные отверстия и лишь после этого привели в контакт с первым слоем, и после этого началась экструзия нитей.

Это означает, что исходная поверхность может быть изготовлена с таким рельефом, в процессе изготовления которого, поверхность не должна иметь сквозных отверстий. Например, можно вначале изготовить поверхность с канавками, которую мы обсуждали в предыдущем разделе, а затем продырявить там, где необходимо. Далее, тело, в котором мы изготавливаем сквозные отверстия, может иметь сложную многослойную структуру.

Одним из удобств такого рассмотрения является то, что можно рассмотреть гибрид двух возможностей. Например, второй слой изготовлен в два приема. Вначале второй слой объединили с первым и выдавили щетинки, например, внутрь закрытых пор, а затем не разделяя эти слои продырявили их насквозь в некоторых местах. Таким образом можно изготовить новый двуслойный второй слой и выдавить в его отверстия новые щетинки из другого первого слоя. Эту процедуру можно многократно повторять. Так можно получить интересную концепцию.

№4

Первый слой: "Необратимо слипшиеся в агломерат тела". Невозможно внешним воздействием разделить на исходные тела

Второй слой: Сплошное тело изготовленное с отверстиями, например, методом отливки

Для удержания слипающихся шариков вместе в виде первого слоя достаточно сблизить их один раз. После этого внешнюю оправку можно удалить. Это значит, что такие первые слои можно производить заранее, и что в процессе продавливания сквозь них материала щетинок, этот слой не развалится на части.

В этом месте я должен остановится, потому что иначе разнообразные возможности уведут нас далеко в сторону от главной цели этой главы. Напоминаю, эта глава представляет собой попытку "провести сеанс разоблачения" и показать, как шаг за шагом без всяких "эврик нагишом из ванны" получаются новые идеи.

Как я уже неоднократно успел написать, и готов повторить еще раз, "применение метода без криков и в одежде и за столом, а не в ванне", не требует быть Архимедом, для того чтобы изобретать, но работы собственных мозгов не отменяет.

Для полноты картины и для тех, кто захочет самостоятельно поработать, я оставляю весь список вариантов. Но расписывать их подробно больше не буду.

№5

Первый слой: "Необратимо слипшиеся в агломерат тела". Невозможно внешним воздействием разделить на исходные тела

Второй слой: Сплошное тело на поверхности которого есть углубления, например, канавки

№6

Первый слой: "Необратимо слипшиеся в агломерат тела". Невозможно внешним воздействием разделить на исходные тела

Второй слой: Сплошное тело, в котором проделаны отверстия

№7

Первый слой: "Обратимо слипшиеся в агломерат тела" Можно правильным внешним воздействием разделить на исходные тела

Второй слой: Сплошное тело изготовленное с отверстиями, например, методом отливки

№8

Первый слой: "Обратимо слипшиеся в агломерат тела" Можно правильным внешним воздействием разделить на исходные тела

Второй слой: Сплошное тело на поверхности которого есть углубления, например, канавки

№9

Первый слой: "Обратимо слипшиеся в агломерат тела" Можно правильным внешним воздействием разделить на исходные тела

Второй слой: Сплошное тело, в котором проделаны отверстия

№10

Первый слой: Сборное тело построенное с использованием молекулярных мостиков.

"Body built using Molecular Bridges (BMB)"

Второй слой: Сплошное тело изготовленное с отверстиями, например, методом отливки

№11

Первый слой: Сборное тело построенное с использованием молекулярных мостиков.

"Body built using Molecular Bridges (BMB)"

Второй слой: Сплошное тело на поверхности которого есть углубления, например, канавки

№12

Первый слой: Сборное тело построенное с использованием молекулярных мостиков.

"Body built using Molecular Bridges (BMB)"

Второй слой: Сплошное тело, в котором проделаны отверстия

"Двуслойное сборное тело для производства щеток", у которого первый слой сделан из сплошного тела, а второй - из сборного.

Предметом рассмотрения в этом разделе должны быть представленные выше на схеме комбинации с №13 до №24.

№13

Первый слой: Сплошное тело изготовленное с отверстиями, например, методом отливки

Второй слой: "совокупность неслипшихся тел" (например, порошок)

№14

Первый слой: Сплошное тело на поверхности которого есть углубления, например, канавки

Второй слой: "совокупность неслипшихся тел" (например, порошок)

№15

Первый слой: Сплошное тело, в котором проделаны отверстия

Второй слой: "совокупность неслипшихся тел" (например, порошок)

№16

Первый слой: Сплошное тело изготовленное с отверстиями, например, методом отливки

Второй слой: "Необратимо слипшиеся в агломерат тела". Невозможно внешним воздействием разделить на исходные тела

№17

Первый слой: Сплошное тело на поверхности которого есть углубления, например, канавки

Второй слой: "Необратимо слипшиеся в агломерат тела". Невозможно внешним воздействием разделить на исходные тела

№18

Первый слой: Сплошное тело, в котором проделаны отверстия

Второй слой: "Необратимо слипшиеся в агломерат тела". Невозможно внешним воздействием разделить на исходные тела

№19

Первый слой: Сплошное тело изготовленное с отверстиями, например, методом отливки

Второй слой: "Обратимо слипшиеся в агломерат тела" Можно правильным внешним воздействием разделить на исходные тела

№20

Первый слой: Сплошное тело на поверхности которого есть углубления, например, канавки

Второй слой: "Обратимо слипшиеся в агломерат тела" Можно правильным внешним воздействием разделить на исходные тела

№21

Первый слой: Сплошное тело, в котором проделаны отверстия

Второй слой: "Обратимо слипшиеся в агломерат тела" Можно правильным внешним воздействием разделить на исходные тела

№22

Первый слой: Сплошное тело изготовленное с отверстиями, например, методом отливки

Второй слой: Сборное тело построенное с использованием молекулярных мостиков.

"Body built using Molecular Bridges (BMB)"

№23

Первый слой: Сплошное тело на поверхности которого есть углубления, например, канавки

Второй слой: Сборное тело построенное с использованием молекулярных мостиков.

"Body built using Molecular Bridges (BMB)"

№24

Первый слой: Сплошное тело, в котором проделаны отверстия

Второй слой: Сборное тело построенное с использованием молекулярных мостиков.

"Body built using Molecular Bridges (BMB)"

"Двуслойное сборное тело для производства щеток", у которого оба слоя сделаны из сборных тел.

Предметом рассмотрения в этом разделе должны быть представленные выше на схеме комбинации с №25 до №36.

№25

Первый слой: "совокупность неслипшихся тел" (например, порошок)

Второй слой: "совокупность неслипшихся тел" (например, порошок)

№26

Первый слой: "совокупность неслипшихся тел" (например, порошок)

Второй слой: "Необратимо слипшиеся в агломерат тела". Невозможно внешним воздействием разделить на исходные тела

№27

Первый слой: "совокупность неслипшихся тел" (например, порошок)

Второй слой: "Обратимо слипшиеся в агломерат тела" Можно правильным внешним воздействием разделить на исходные тела

№28

Первый слой: "Необратимо слипшиеся в агломерат тела". Невозможно внешним воздействием разделить на исходные тела

Второй слой: "совокупность неслипшихся тел" (например, порошок)

№29

Первый слой: "Необратимо слипшиеся в агломерат тела". Невозможно внешним воздействием разделить на исходные тела

Второй слой: "Необратимо слипшиеся в агломерат тела". Невозможно внешним воздействием разделить на исходные тела

№30

Первый слой: "Необратимо слипшиеся в агломерат тела". Невозможно внешним воздействием разделить на исходные тела

Второй слой: "Обратимо слипшиеся в агломерат тела" Можно правильным внешним воздействием разделить на исходные тела

№31

Первый слой: : "Обратимо слипшиеся в агломерат тела" Можно правильным внешним воздействием разделить на исходные тела

Второй слой: "совокупность неслипшихся тел" (например, порошок)

№32

Первый слой: : "Обратимо слипшиеся в агломерат тела" Можно правильным внешним воздействием разделить на исходные тела

Второй слой: "Необратимо слипшиеся в агломерат тела". Невозможно внешним воздействием разделить на исходные тела

№33

Первый слой: : "Обратимо слипшиеся в агломерат тела" Можно правильным внешним воздействием разделить на исходные тела

Второй слой: "Обратимо слипшиеся в агломерат тела" Можно правильным внешним воздействием разделить на исходные тела

№34

Первый слой: Сборное тело построенное с использованием молекулярных мостиков.

"Body built using Molecular Bridges (BMB)"

Второй слой: "совокупность неслипшихся тел" (например, порошок)

№35

Первый слой: Сборное тело построенное с использованием молекулярных мостиков.

"Body built using Molecular Bridges (BMB)"

Второй слой: "Необратимо слипшиеся в агломерат тела". Невозможно внешним воздействием разделить на исходные тела

№36

Первый слой: Сборное тело построенное с использованием молекулярных мостиков.

"Body built using Molecular Bridges (BMB)"

Второй слой: "Обратимо слипшиеся в агломерат тела" Можно правильным внешним воздействием разделить на исходные тела

"Двуслойное сборное тело для производства щеток", у которого оба слоя сделаны из сборного тела.

Предметом рассмотрения в этом разделе должны быть представленные выше на схеме комбинации с №37 до №40.

№37

Первый слой: "совокупность неслипшихся тел" (например, порошок)

Второй слой: Сборное тело построенное с использованием молекулярных мостиков.

"Body built using Molecular Bridges (BMB)"

№38

Первый слой: : "Необратимо слипшиеся в агломерат тела". Невозможно внешним воздействием разделить на исходные тела

Второй слой: Сборное тело построенное с использованием молекулярных мостиков.

"Body built using Molecular Bridges (BMB)"

№39

Первый слой: : "Обратимо слипшиеся в агломерат тела" Можно правильным внешним воздействием разделить на исходные тела

Второй слой: Сборное тело построенное с использованием молекулярных мостиков.

"Body built using Molecular Bridges (BMB)"

№40

Первый слой: Сборное тело построенное с использованием молекулярных мостиков.

"Body built using Molecular Bridges (BMB)"

Второй слой: Сборное тело построенное с использованием молекулярных мостиков.

"Body built using Molecular Bridges (BMB)"

Сборное тело может быть составлено не только из шариков, но и из нитей, лежащих любым таким образом, что они образуют сетку, дырки которой могут работать как фильеры.

Чем шарики лучше нитей? Какую специфику, преимущества или новые возможности мы получаем с тем и другим?

Способы изготовления и работы второго слоя

Учитывая те идеи, которые были уже частично описаны выше, можно сделать такую классификацию способов изготовления и работы второго слоя.

1. Чередование слоев шариков возрастающего размера

2. Верхний слой образован одним слоем одинаковых шариков, что обеспечивает упорядоченное расположение щетинок. Под этим слоем могут быть разные тела образующие пустоты разными способами, так что получаются:

· Пластина с каналами и слой шариков лежащих на этих каналах

· Набор пластин разной высоты сжатых в пачку так, что торцы пластин образуют поверхность с параллельными каналами и слой шариков лежащих на этих каналах

· Пучок иголок, у которого на том торце пучка, который составлен остриями иголок, лежит слой шариков так, что шарики проваливаются в пространство между остриями.

· Нити, на которых слоем лежат шарики

o Нити лежащие параллельно на плоскости

o Нити организованные как ткань

o Нити организованные как нетканный материал

· Щетка, у которой щетинки это стлобики, торцы которых образуют поверхность, на которой лежат шарики такого размера, что они не проваливаются в промежутки между щетинками

Суммарная иерархия АТИ

В этом разделе приведена сводная иерархия АТИ, построенная в результате анализа исходного первичного изобретения: "Если на поршень наслоить вначале порошок пластичных частиц, а затем несколько слоев твердого порошка так, что размер частиц в каждом следующем слое твердых частиц возрастает, то, при правильно подобранных размерах, твердости и пластичности частиц, в результате давления на поршень мягкий материал заполнит пустоты в первом слое и сформируется в виде экструдированных нитей в пустотах между крупными частицами следующих слоев".

Нижеследующая схема построена для второй иерархии АТИ таким образом, что в ней (в связи с нехваткой места) три блока сделаны нечитаемыми. Содержание этих прямоугольных блоков (белого, черного, и серого блока, содержащего номера от 1 до 40) представлено ниже на отдельных схемах. Цель первой схемы показать каким образом все эти блоки связаны друг с другом.

На следующей схеме в общей рамке показана внутренняя структура белого блока отмеченного на первой схеме.

На следующей схеме в общей рамке показана внутренняя структура черного блока отмеченного на первой схеме.

На следующих четырех схемах по частям показана внутренняя структура серого блока отмеченного на первой схеме.

Суммарная иерархия АТИ для первичного изобретения: "Если на поршень наслоить вначале порошок пластичных частиц, а затем несколько слоев твердого порошка так, что размер частиц в каждом следующем слое твердых частиц возрастает, то, при правильно подобранных размерах, твердости и пластичности частиц, в результате давления на поршень мягкий материал заполнит пустоты в первом слое и сформируется в виде экструдированных нитей в пустотах между крупными частицами следующих слоев".

В прямоугольниках серого цвета показаны АТИ, которые были выбраны из первой и второй иерархий АТИ для построения комбинаций (показаны номерами от 1 до 40), анализ которых привел к построению популяции новых первичных изобретений.

"Популяция первичных изобретений" родственников исходного первичного изобретения.

Оглавление

1. Список первичных изобретений описывающих существующие продукты, построенные на основе концепции микрощетки с нано- и/или микро- щетинками. (36 наименований).

2. Список новых первичных изобретений (32 наименования), которые появились:

· в процессе поиска продуктов-родственников

· при переходе на макро-уровень

при составлении первой иерархии АТИ.

· при составлении второй иерархии АТИ

Список первичных изобретений описывающих существующие продукты, построенные на основе рассматриваемой ПТИ-ПТС.

1. Нанощетки из длинных молекул

1.1

Щетки, в которых щетинками являются молекулы иммобилизованные на поверхности одним концом. Молекулы разные и расположены рядом для того, чтобы обнаруживать или использовать различия в их ответе на одно и то же воздействие.

1.2

Щетки, в которых щетинками являются одинаковые молекулы иммобилизванные на поверхности одним концом. Иммобилизованные молекулы обладают такими свойствами, которые желательны, но отсутствуют у молекул самой поверхности.

1.3

Щетки, в которых щетинками являются одинаковые молекулы, иммобилизванные на поверхности одним концом. Эти молекулы, способны так менять свойства, форму или размеры под действием электричества, ультрафиолета, видимого света и др., что свойства поверхности меняются. Таким образом внешнее воздействие на молекулы позволяет за счет их одинаковой реакции управлять свойствами всей поверхности, на которой они иммобилизованы.

1.4

Щетки "молекулярное велкро", покрытые молекулами, которые создают возможность скрепления двух щеток за счет взаимодействия молекул, нанесенных на их поверхность. Например , одна щетка покрыта молекулами антигенами а другая - антителами. Такие две щетки при контакте будут сцепляться по механизму, который по аналогии с известным товарным знаком "Velcro", который принадлежит компании Velcro USA Incorporated, часто называют "молекулярное велкро".

2. Нанощетки из нанотрубок

2.1

Нанощетки полученные методами контролируемого выращивания углеродных нанотрубок на больших токопроводящих поверхностях и дающие эмиссию электронов с концов щетинок.

2.2

Нанощетки с щетинками из углеродных нанотрубок способные излучать рентгеновское излучение с концов щетинок

2.3

Нанощетки с щетинками из углеродных нанотрубок таких размеров, которые позволяют им реагировать на видимый свет как антенны принимающие электромагнитное излучение. Такая щетка-антенна для света - это масштабный аналог радиоантенны

2.4

Нанощетка, щетинки которой изготовленны из двуокиси титана, и которая обладает аномально высокой чувствительностью к водороду.

2.5

"Нано-велкро" материал многократного пользования, с поверхностью покрытой углеродными нанотрубками, которые выращенны перпендикулярно поверхности и изогнуты на конце в виде крючка. Известно, что атомы углерода в нанотрубке расположены таким образом, что образуют правильные шестиугольники. Изгиб на конце трубки в виде крючка образуется в результате замены части шестиугольников на пары пятиугольник-семиугольник.

2.6

Нанощетка, которая представляет собой поверхность покрытую нанотрубками, на поверхности которых иммобилизованы молекулы, способные создавать эффект молекулярного велкро. Эти нанотрубки могут быть изогнуты на концах в виде крючка так, что эффекты нано- и молекулярного велкро будут складываться.

2.7

Щетка из нанотрубок, на поверхности которых иммобилизованы молекулы, способные так менять свои свойства, форму или размеры под действием электричества, ультрафиолета, видимого света и др., что свойства щетки меняются. Отличие от ранее описанной молекулярной щетки в том, что молекулы-щетинки иммобилизованы не на поверхности, а на нанотрубках, которые являются щетинками нанощетки.

2.8

Газон коротких углеродных нанотрубок, на поверхность которых нанесен тонкий слой гидрофобных молекул (политетрафлуороэтилен).

2.9

Наноковер, щетинки которого построены с использованием липидных молекул, которые способны к самосборке в разные наноструктуры и в водных и в органических растворах.

В воде этот липид образует монодисперсную суспензию нанотрубок, которые имеют внешний диаметр 89 нм и исключително однородную стенку толщиной 27 нм. Стенка состоит из пяти двойных липидных слоев. Длина трубки около 1 мкм.

При неполном высушивании такой суспензии на подложке образуется высокоупорядченная структура напоминающая наноковер, который в нашей терминологии можно назвать нанощеткой. Дополнительная обработка ультрафиолетом придает этому наноковру устойчивость.

Еще одним уникальным свойством такой липидной молекулы является то, что она содержит химическую группу, которая способна менять цвет при контакте с другими молекулами и таким образом, например, детектировать загрязнение поверхности наноковра молекулами или бактериями.

3. Нанощетки из нанопроволочек

3.1

Нанощетка с щетинками из нанопроволочек изготовленных из таких материалов, которые обладают каталитическими свойствами.

3.2

Щетки из нанопроволочек, на которых как на "стволах" выращены боковые нанопроволочки - "ветви", на которых в свою очередь выращены нанопроволочки - "листья" так, что получается "лес из нанодеревьев".

3.3

Нанощетки, щетинки которых представляют собой золотые нанопалочки, у которых длина в разы больше, чем ширина, и которые флуоресциируют в миллионы раз сильнее, чем "квантовые точки" таких же диаметров.

3.4

Щетки, в которых щетинки-нанолазеры из соответствующего материала, например, нитрида галлия испускают из торцов яркое свечение определнной частоты.

3.5

Нанощетка, щетинки которой выполнены из материала поглощающего свет с образованием электронов.

3.5.А

Нанощетка, щетинки которой выполнены из материала поглощающего свет с образованием электронов и дырок, например, выполненные из селенида кадмия, расположены перпендикулярно поверхности тела щетки, которое является электродом. Нанощетинки погружены в слой полимерного полупроводника.

3.6

"Нанощетка с щетинками зачесанными набок". Аккуратно формулируя, щетинки представляют собой слой горизонтальных нанопроволочек, например, из окиси цинка лежащих, например, на поверхности сапфира.

3.7

Щетка из нанопроволочек, на поверхности которых иммобилизованы молекулы, способные так менять свои свойства, форму или размеры под действием электричества, ультрафиолета или видимого света, что свойства щетки меняются. Отличие от ранее описанной молекулярной щетки в том, что молекулы-щетинки иммобилизованы не на поверхности, а на нанопроволочках, которые явялются щетинками нанощетки

4. Нанощетки из наностолбиков

4.1

Нанощетки, у которых щетинки представляют собой столбики высотой в микроны и толщиной в десятки нанометров, полученные методом сухого травления (dry etching) кремниевых поверхностей, который позволяет с высокой точностью вытравливать на поверхности канавки заданных ширины, глубины и профилей.

4.2

Нанощетки, у которых щетинки представляют собой кремниевые столбики высотой в микроны и толщиной в десятки нанометров. Расстояния между столбиками - несколько микрон. Термическим методом на поверхности столбиков выращен окисный слой способный служить электрическим изолятором между телом щетки и жидкостью, которая находится на ее поверхности. На поверхность щетинок-столбиков нанесен тонкий слой гидрофобного полимера.

На поверхности такой щетки, используя эффект электросмачивания можно осуществлять электрическое управление величиной смачиваемости поверхности и, например, удерживать каплю воды на кончиках щетинок, а затем превращая ее в гидрофильную, позволять этой капле проникать между щетинками и достигать поверхности щетки. Далее, эту же каплю можно вновь выгнать на поверхность нанощетки так, чтобы она касалась только концов щетинок.

4.3

Щетка из наностолбиков, на поверхности которых иммобилизованы молекулы, которые могут менять свойства, форму и размеры под действием электричества, ультрафиолета, видимого света и др. так, что такие свойства как, например, гидрофобность поверхности щетки меняется. На торцах и на боковых поверхностях столбиков могут быть иммобилизованы разные молекулы, что повышает возможности управления свойствами поверхности щетки.

4.4

Щетка, поверхность столбиков которой покрыта молекулами, которые дают эффект молекулярное велкро.

4.5

Щетка, щетинки которой выращены в определенных условиях. Щетинки выращены используя эффект, который позволяет литографически индуцировать и контролировать рост микроколонн полимера, поместив тонкий слой расплавленного полимера между подложкой и маской так, что между полимером и маской есть зазор. Предположительно, колонны формируются электростатическими силами и электродинамическими нестабильностями

4.6

Нанощетки, щетинки которых представляют собой острые на концах иглы, например, высотой 5 мкм и диаметром 100 нм.

Размеры таких щетинок-игл таковы, что, например, позволяют использовать их в качестве инструмента для исследования клеток и для проведения нанохирургических операций над клетками.

5. Природные нанощетки

5.1 Поверхность листа лотоса

5.2 Крылья бабочки

5.3 Подошва гекконов

5.4 Ноги пауков

6. Природные микрощетки

6.1 Волосяной покров животных

6.2 Перья птиц

7. Микрощетки из микростолбиков

7.1 Щетка из металических микростолбиков

8. Микрощетки из микроиголок

8.1 Щетка из микроигл для подкожного введения лекарств

Список новых первичных изобретений, которые появились в процессе поиска продуктов-родственников.

1. Каналы нулевой глубины для лаборатории на чипе

2. Применение нанощетинок изготовленных из однонитчатых молекул ДНК

3. Гибридная микро-нано-система для записи информации

4. Нанодозатор жидкости на основе силиконовой нанотравы

5. Микромашины на основе эффектов электросмачивания и силиконовой нанотравы

6. Контакт через щетинки двух вставленных друг в друг щеток с нанощетинками

7. Нанощетка как радиатор тепло- и массо- переноса.

8. Применение бактериофагов для нано-прессования.

9. Применение поверхности покрытой щетинками-бусами из гидрофильных шариков с парамагнитными гидрофобными шариками на конце щетинки.

10. Пористое стеклянное тело с стеклянными (или сделанными из другого материала) нановолосками внутри пор

11. Катализатор, тело которого составленно из шарикоподобных тел, а каталитические нанопроволочки находятся внутри тела в пространстве между этими шариками

12. Пористая каталитическая лента, в порах которой находятся каталитические нанопроволочки

13. Наслоение гелеобразных суспензий друг на друга для изготовления нанощеток.

Список новых первичных изобретений, которые появились при переходе на макро-уровень.

1. Концепция большой "волосатой пленки". Способы изготовления и применения таких пленок для изготовления как макро так и микро продуктов.

3. Концепции альтернативных способов обеспечения пространства для щетинок.

4. Метод изготовления песочной фильеры

5. Поверхность, щетинки которой могут удерживать на поверхности шарики, которые застряли между этими нитями и никак иначе к поверхности не прикреплены.

Список новых первичных изобретений, которые появились при составлении первой иерархии АТИ.

Популяция первичных изобретений "тело с каналами внутри" , в которые под давлением и в соответствии со способом описанным в первичном изобретении:

6. вдавлен порошок, например, пластичного материала в различных условиях.

7. вдавливают пористое твердое тело, поры которого заполнены или газом или жидкостью, в различных условиях.

8. вдавливают эмульсию, в различных условиях.

9. вдавливают или газ с капельками жидкости или жидкость с пузырями газа, в различных условиях.

10. твердое тело с открытыми порами, сквозь которые без его повреждения может пройти необратимо повреждаясь порошок

14. твердое тело собранное из плотно прижатых друг к другу палочек, в торце которого есть отверстия образованные зазорами между палочками. Сквозь эти зазоры без повреждения этого тела может пройти необратимо повреждаясь порошок

Список новых первичных изобретений, которые появились при составлении второй иерархии АТИ.

Популяция первичных изобретений "двуслойное сборное тело"

16. "Двуслойное сборное тело для производства щеток", у которого первый слой сделан из сборного тела, а второй - из сплошного.

17. "Двуслойное сборное тело для производства щеток", у которого первый слой сделан из сплошного тела, а второй - из сборного.

18. "Двуслойное сборное тело для производства щеток", у которого оба слоя сделаны из сборных тел.

19. Способы изготовления и работы второго слоя

Заключение

Можно ли утверждать, что все продукты на основе данной комплексной ПТИ-ПТС попадают под патент на эту ПТИ-ПТС?

Не удивительно, я думаю, что такой вопрос возник после того, как из одного первичного изобретения получилось много. Может быть и "защитную силу" патента можно также существенно увеличивать проводя такой анализ изобретения?

Можно ли сформулировать клэйм, который защищает ПТИ-ПТС, а затем как уточнение и развитие по этому клэйму описать все возможные продукты на основе этой ПТИ-ПТС? На каком основании? На основании определения ПТС, которая есть предельно упрощенный вариант технической системы, который уже обеспечивает все главное, что надо, так, что остальные детали - это "прибамбасы".

Другими словами, может ли упрощение двух продуктов до состояния ПТИ-ПТС, на основе которых они построены, быть аргументом в таком судебном разбирательстве, когда решается вопрос, попадают ли эти два продукта под один патент или нет?

Я ответа не знаю, может быть к концу книги появятся аргументы, а может и нет, но вопрос уже возник сам собой, и выглядит он совсем не маленьким.

Продолжение следует


Главная    Теория    Эволюция и изобретатель