影响世界的37项实用发明

作者简介

"[美]安德鲁·特拉诺瓦（Andrew Terranova） 美国工程师，尤喜拆分和重新组装物品，对发明创造情有独钟，并将其发明或制作的物品配以文字介绍，发表在美国《制造》和《受欢迎的发明》杂志上。 [美]莎伦·罗斯（Sharon Rose） 美国商业顾问，喜欢拆分和重建物品，目前住在华盛顿州雷德蒙。"

内容简介

"智能手机 1984年，当“塞班组织者”（Psion Organiser）电脑被推出时，塞班公司（Psion）宣传它是“世界上第一台实用型袖珍电脑”。这可以说是第一台个人掌上电脑，尽管当时还没有“PDA”这个名字。1992年，苹果公司首席执行官约翰·斯卡利（John Scully）发明了“PDA”（掌上电脑）一词，用它来描述该公司的产品“苹果牛顿”（Apple Newton）。1996年，从“Palm Pilot”这款掌上电脑开始，奔迈公司（Palm）推出了一系列掌上电脑。 截至1994年，掌上电脑和手机一直是独立存在的。1994年，IBM公司首次推出“IBM Simon”，将手机功能集成到掌上电脑中。两年后的1996年，诺基亚公司推出“9000沟通者”，同样把这两个设备功能集成到一起。这两种产品开启了智能手机时代，但掌上电脑并没有消亡。 掌上电脑制造商花了几年时间才放弃了生产没有集成手机通信功能的专用掌上电脑的想法。2009年，全球领先的掌上电脑制造商之一的塞班公司推出了其首款组合掌上电脑和手机组合产品“Treo”，关闭了传统掌上电脑生产线。这可以认为是掌上电脑时代的终结。 自智能手机市场起步以后，许多制造商都进入这个市场。如今大多数制造商的智能手机都是基于安卓（Android）操作系统，苹果公司的iOS操作系统占据第二大市场份额，黑莓（BlackBerry）和Windows Phone等专有操作系统几乎已经消失。 由于安卓操作系统拥有最大的市场份额，下面我们重点介绍这个操作系统。 电子设备 智能手机中的所有电子器件都集成在印刷电路板（PCB）上。通常包括芯片（SoC）集成电路（IC）上的系统，其中包含中央处理器（CPU），以及用于应用程序、通信、图形、内存等的处理器。 智能手机的屏幕显示是我们与它互动的主要方式，手机设计师不断地改进屏幕技术，以获得竞争优势。随着时间的推移，屏幕变得更大、更薄、更轻、更节能。屏幕由一个硬的盖板玻璃、触控模组和显示模组等组成。 康宁公司是智能手机玻璃屏幕（业内称为“盖板玻璃”）的全球领导生产商。康宁公司的“Gorilla”品牌玻璃具有薄、清晰度高、耐刮擦的特点。该公司仍在不断地改进产品性能，如在玻璃中添加硅、铝、氧、钠和钾元素等。 在智能手机的触摸屏界面，通过数字转换器实现人机交换。该数字转换器由薄而透明的导体层构成，这些导体以网格形式附在很薄的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）片上。当手指这样的导电体靠近它时，数字转换器能检测到电荷的变化。数字转换器中使用的透明导体是由铟、锡和氧化物制成的。 智能手机有多种不同的显示技术，并不断取得新的进展。原先使用的液晶显示器（LCDs）需要背光，而在较新使用的有机发光二极管（OLED）显示器中，像素本身会发光。现在，许多智能手机都使用有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）显示屏，这种显示屏通过将像素直接叠加在薄膜晶体管（TFT）电路矩阵上来驱动显示屏，从而改善了传统有机发光半导体显示屏的性能，而且更节能，可支持更大的显示器。 智能手机几乎都使用锂离子（Li-ion）电池。锂离子电池由锂钴氧化物正极和碳负极组成。电极被物理性分离并悬浮在凝胶状电解质中。锂离子电池通常被装在一个铝制的电池盒中。电池包含一个连接电极的印刷电路板，并附加保护功能，以防止因过热、过度充电、短路或强制放电而损坏或起火。 智能手机由许多不同的部件组成，每个部件都对应不同的制造工艺。各零部件通常由不同的公司按照智能手机设计师的设计要求生产，然后组装在一起。 盖玻片生产 1． 生产时，先将颗粒状的原料混合在一起。 2． 将原料熔化。通过自动控制设备，原料在超过1 000℃时熔化并融合在一起。熔融的原料中含有铝、硅、氧，以及钠离子。 3． 接下来，将熔融的原料送入一个狭窄的垂直结构中，康宁公司称这种垂直结构为“隔热管”。熔融的原料从隔热管的两侧溢出，沿着隔热管的外部向下流，到达底部后，从两侧溢出的熔融的原料融合到一起。 4． 熔融的原料形成玻璃薄片，并顺其自身的重量将其从隔热管的底部拉出。拉出过程中，不接触可能危及玻璃质量的任何材料。这样形成的玻璃质量非常高，有着很高的光学清晰度， 接下来就是增加它的强度。 5． 康宁公司采用离子交换法，用原子量较大的钾离子取代玻璃表层的钠原子。在熔融钾盐的容器中将玻璃加热至约400℃，钾离子扩散到玻璃表层。当玻璃冷却时，原子量较大的钾离子在玻璃表层增加了一层压应力，而玻璃中心则处于张力之下。通过精确控制应力和张力的平衡，就能让玻璃达到最佳的强度。 6． 在玻璃的表面增加一层易于清洁的涂层，以防止灰尘和油附着在玻璃上。玻璃表面没有灰尘和其他残留物，就不会与玻璃发生摩擦，产生小的划痕，也就不会降低光学清晰度。" "1. 精挑细选37种高度融入日常生活的物品，对照实物进行阅读，更能激发发明创造的灵感。 2. 从每种物品的历史源头讲起，再到设计过程、工作原理、制造步骤等，实是一次潜移默化的发明创造种子在大脑中的培育过程。 3. 阅读的过程，就如同跟随工程师绘制机械图，是一个令人愉悦的、循序渐进的技能提升过程。 4. 插述的一些小故事，能让人感受到知识和技能之外的乐趣、人生哲理，更有催人奋发的积极力量。"