Переход на микроуровень. Использование полей

Развитие технических систем идёт в направлении всё большего использования глубинных уровней строения вещества и различных полей. Выделяется ряд уровней строения систем, каждый из которых характеризуется размерами типовых элементов, видом связи между ними, а также применяемыми эффектами и явлениями: 1) макроуровень – системы включают узлы и детали специальной формы (шестерёнки, рычаги, втулки и т.п.); 2) полисистемы из элементов простой геометрической формы (конструкции, набранные из стальных листов, нитей, шариков); 3) полисистемы из высокодисперсных элементов (порошки, эмульсии, аэрозоли, суспензии); 4) системы, использующие эффекты, связанные со структурой веществ – аморфных и кристаллических, твёрдых и жидких, с кристаллическими перестройками и фазовыми переходами (надмолекулярный уровень); 5) системы, использующие молекулярные явления – различные химические превращения (разложения и синтез, полимеризация, катализ и ингибирование и т.п.); 6) системы, использующие атомные явления – физические эффекты, связанные с изменением состояния атомов веществ (ионизация и рекомбинация, действие элементарных частиц); 7) системы, использующие вместо веществ действие различных полей (тепла, света, электромагнитных взаимодействий).

Понятие поля в ТРИЗ ближе всего к физическому, но имеет специфику: под ним понимают взаимодействие между объектами (веществами). Выявлены наиболее эффективно работающие в технике поля и последовательность их применения по мере развития технической системы, во многом согласующаяся с этапами перехода на микроуровень.

Механические поля: перемещение объектов; гравитационные, инерционные, центробежные силы; изменение давления, механические напряжения; силы трения, поверхностного натяжения, адгезии и т.п.; гидродинамические и аэродинамические силы; удары, вибрации, акустика (в том числе инфра- и ультразвук).

Тепловые поля: нагрев и охлаждение.

Химические поля: синтез и разрушение молекул; использование катализаторов и ингибиторов; использование особо активных веществ: озона, фтора и т.п.; введение инертных веществ; использование биохимии, запаховых и вкусовых ощущений.

Электрическое поле: электростатика, использование эффектов, связанных с электрическими зарядами (электризация, коронный разряд и т.п.); электрический ток, эффекты, связанные с прохождением тока через вещество (электролиз, электрофорез и т.п.).

Магнитное поле: притяжение под действием магнитного поля.

Наиболее эффективным в развитии оказывается суммарное использование различных полей, в том числе парных комплексов (электрохимия, электромагнетизм, тепловые явления и химия и т.п.), в сочетании с разными уровнями строения вещества.

В использовании полей есть такие тенденции: переход от использования поля одного знака к совмещению в одной системе действия полей противоположного направления (знака), например, возвратно-поступательного движения, увеличения–уменьшения давления, нагрева и охлаждения, химического разложения и синтеза, действия положительных и отрицательных зарядов и т.п.; переход к использованию переменных (периодически изменяющихся во времени или в пространстве) полей, например, вибрации, акустических полей, температурных колебаний, волновых химических процессов, переменных токов и электромагнитных волн, причём диапазон частот переменных полей расширяется, используются резонансные частоты; переход к использованию импульсных и градиентных (неравномерных в пространстве или во времени) полей, например, взрывов, сверхбыстрого нагрева или охлаждения, электрических и (или) магнитных импульсов; переход к совместному действию постоянных полей разных знаков, переменных разных частот и импульсных полей с использованием системных эффектов от их совмещения.