28 января 2018

Инженерное мышление, творчество и инновации


Prirodnyiy_prototip
Для того чтобы усовершенствовать ум, надо больше размышлять, чем заучивать 
Рене Декарт

Люди, умеющие мыслить нестандартно, будут востребованы всегда. Отход от шаблонов и стереотипов необходим для успешной карьеры в большинстве областей человеческой деятельности, особенно в науке и творчестве. В наше время, когда армии роботов и автоматов заменяют миллионы исполнителей, действующих по заданным алгоритмам, спрос на людей с изобретательным умом и богатым воображением только возрастает.

Например, появлению микробиологии как науки (и тесно связанному с этим фактом развитию медицины) мы обязаны пытливому уму и невероятному упорству голландского мануфактурщика Антонио ван Левенгука (1632–1723), который, не имея специального образования, сумел усовершенствовать микроскоп, при помощи которого ему удалось открыть человечеству факт существования микроорганизмов. Невероятно, но почти детективная история изысканий этого любителя живой природы началась с его пристрастия к совершенствованию искусства шлифования увеличительных стекол. Одной из мотивационных идей, заставляющих его вновь и вновь возвращаться к этому непростому занятию, было желание увидеть микроскопические «иголочки», которые впиваются в язык при употреблении жгучего перца!..

Не менее занимательной является история изобретения швейцарским инженером Жоржем де Местралем текстильной застежки – «липучки». Свою идею он подсмотрел у обыкновенного лопуха (репейника), который для распространения своих семян использует чрезвычайно эффективный способ прикрепления соцветий к шерсти животных. Пробежит собака по зарослям лопуха, пройдет какое-либо другое животное или человек – маленькие шиповатые корзинки плотно прицепляются к шерсти или одежде, да так, что щеткой не очистишь, приходится выбирать их руками, а то и ножницами выстригать.

Repeynik-prototip_kleykoy_lentyi

Первым человеком, которого заинтересовала природа такой «липучести», оказался Жорж. Рассмотрев репейник под микроскопом, он обнаружил множество мельчайших крючочков… В подобном строении инженер усмотрел не досадную необходимость отдирать репейник от шерсти своей любимой собаки, а новые возможности связывания двух материалов в простой и эффективной форме. Он решил создать аналогичную поверхность искусственно. Однако до воплощения зародившейся тогда идеи было еще далеко. Для начала нужно было подобрать материалы, сочетающие в себе прочность и гибкость природного прототипа. 

Для решения этой задачи де Местраль отправился в столицу ткачества – Лион, где специалисты создали для него первый опытный образец текстильной ленты, состоящей из двух полосок. На одной из лент были размещены микрокрючки, на другой — микропетли. При соприкосновении двух лент микрокрючки зацеплялись за микропетли, и одна лента «прилипала» к другой, за что застёжка и получила название «липучка». Однако первые петли и крючки создавались из хлопковой нити, что не позволяло им сохранять свою первоначальную форму в процессе эксплуатации. 

Поскольку все, к кому Жорж де Местраль обращался за помощью, отнеслись к его идее довольно скептически, ему приходилось самостоятельно искать пути ее воплощения. 

Даже подобрав идеальный вариант для своей застежки – нейлон (при специальной обработке под действием инфракрасного света он образовывал петельки, идеально подходящие для сцепления), оставалось еще много нерешенных аспектов: то петли оказывались слишком большими, то прочность прилипания была невысокой, то ткань изнашивалась быстрее, чем следовало. Все это время Жорж де Местраль изготавливал новые варианты своей липучки.

Вооружившись ножницами, он вручную разрезал верхушки петель на одной стороне ленты, создавая, таким образом, крючки, которые совпадали с петлями на другой стороне. На то, чтобы механизировать процесс создания ткани с миниатюрными крючками потребовалось восемь лет. И еще один год – на создание станка, разрезающего петельки. В общей сложности, процесс создания промышленной технологии изготовления липкой ленты затянулся на долгие 10 лет проб и ошибок!

Kleykaya_lenta-lipuchka

Еще 4 года ушло на получение патента. И даже после его получения в 1955 году, изобретателю пришлось отстаивать право своего «детища» на существование. Дело в том, что вид новой застежки казался производителям одежды неэстетичным, придающим вещам достаточно дешевый вид. Только после того, как этот тип клейкой ленты начали использовать в своем снаряжении спортсмены-экстремалы, подводники и космонавты, она приобрела ореол «мужественности» и стала набирать популярность.

Со временем застежки-липучки получили широкое распространение, став обычной деталью повседневной одежды и обуви, позволив изобретателю продавать до 55 000 км липучки ежегодно.

***
Текстильная застёжка «липучка» имеет зарегистрированный товарный знак Velcro. Это слово образовано от 2 французских слов: velours (бархат) и crochet (крючок). Так она называется в Европе, а в англоязычных странах носит имя «Hooks & Loops» «крючки и петли»). В русском же языке прочно прижилось слово «липучка».

***
На Международной космической станции «липучки» используются для крепления предметов к стенам. Так, ворсистой частью «липучки» оклеивают стены. А на инструменты, карандаши и прочие предметы с помощью специальной липкой подложки прикрепляется крючковатая часть.