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TRIZ進化規則和新材料研發問題解決

作為TRIZ理論體系之首的技術進化法則，有業者指出，其與達爾文的生物進化論、斯賓塞的社會達爾文主義并稱為“三大進化論”，可見其評價之高。TRIZ技術發展規則由10個子規則組成:

1. 系統完備性法則	6. 子系統不均衡進化法則
2. 系統能量傳遞法則	7. 協調－失調性進化法則
3. 提高理想度法則	8. 提高動態性和可控性進化法則
4. S－曲線法則	9. 向微觀級進化法則
5. 矛盾產生及克服法則	10. 向超系統進化法則

這里只討論規則9和規則10對新材料產業創新的前瞻性和引領意義。第九條《向微觀層次進化的規律》指出，技術系統的進化特征之一是沿著減小其組件外觀尺寸的方向發展。手機是最容易理解的進化案例。法律中提到的“外觀尺寸縮小”涵蓋以下四種情況:

微觀尺度:部件和物體的尺寸演變為原子和基本粒子的尺寸。這可以看作是納米技術、石墨烯技術、生物電池、芯片、集成電路等尖端微技術出現的理論基礎。

增加分散性:改變物質的關聯性，增加物質的分散程度，改變為多孔、毛細等材料性質，增加中空度。把氣凝膠想象成一種新型的特殊功能材料，難道不是“增加分散性”的最好例子嗎？！

引入空隙:通過在單一材料中引入其他材料或空隙來減輕材料的重量；而且空腔本身也可以填充一定的材料來實現特定的功能。已經在實踐中應用的多孔和多腔輪胎、多孔材料、泡沫水泥和泡沫金屬板(用于輕型汽車)都是材料領域中“腔”原理的實際案例。筆者接觸的德國制造的填充珍珠巖頁巖砌塊，也是“引入空隙”概念在建筑材料領域的具體應用。即使在國內建筑行業，也有填充EPS的砌塊產品。

場的應用:以“場”為介質物質，使系統變為“場+物質”。磁懸浮技術中的“磁場”是連接車輪和軌道的介質。中國人造太陽“東方超級環”EAST中的超級磁場也是連接系統的特殊介質材料。

技巧一:按照TRIZ技術體系的演化規律，新材料企業不必以“你中有我，你中有我”來爭奪業務同質化，但可以從新材料微演化的角度，以市場應用為導向，以剛需為導向，充分開發現有材料的新功能。

場的應用:以“場”為介質物質，系統轉化為“場+物質”。磁懸浮技術中的“磁場”是連接車輪和軌道的介質。中國人造太陽“東方超級環”EAST中的超級磁場也是連接系統的特殊介質材料。

TRIZ技術系統演化規則第十條“向超系統演化規則”是指當一個系統發展到極限(如材料性能)時，系統將向超系統、更高層次、更多系統功能的方向發展演化。這一演化規律在化學工程新材料領域有許多應用，包括合成樹脂材料的共混改性、不同性能或功能的復合材料等。這些應用在軍事工業、航空航天、交通運輸等領域更加突出。還有風力發電機葉片、新一代作戰飛機零部件、工業和民用液化天然氣鋼瓶的纏繞涂層等。這些對材料性能要求較高的場合，都呈現出不同材料的組合集成，形成所謂的性能更高的超級系統。

提示2:向超系統進化的規律也警示了正在聚集在一起的企業新材料能力建設，與其急著進行幾千噸的大規模生產，不如集中精力于復雜的復合和集成應用研發，這樣可能更先進，更具有商業可操作性。

同時，我們注意到微觀層次的演化規律和超系統的演化規律，恰恰是一對相互對立的系統。這恰恰體現了TRIZ理論的唯物辯證思維的魅力和生命力。

提示3:沿著上述思路思考新能源汽車的發展路徑，產業新人要么專注于系統集成，向上占領產業“超系統”架構能力；或者向下實施系統微觀層面的分析，專注于整車材料品質功能的升級。

事實上，如果分析埃隆馬斯克的產業投資邏輯，并沒有TRIZ理論。他的火箭、儲能電站、電動汽車和下一個新材料甚至糖果公司都有TRIZ技術系統進化理論的影子，其核心是實現人類深空夢想的目標。

很難第一次了解TRIZ理論的全貌，難免有偏差。一個理論最大的價值，就是讓它與現實快速互動，產生價值。這不僅符合當前中國社會和產業發展的需要，也促進了TRIZ理論的進一步完善和豐富，反過來又引導著行業走得更遠。歡迎討論。