Патентование изобретений в области высоких и нанотехнологий

Дмитрий Юрьевич Соколов

Патентование изобретений в области высоких и нанотехнологий

Предисловие автора

К настоящему времени опубликовано уже много работ, связанных с патентованием объектов в области высоких и нанотехнологий. Однако практически все известные автору издания анализируют то, что происходит в этой области и не касаются конкретных методов подготовки и получения патентов. Данная работа посвящена обобщению более чем 25-летнего практического опыта автора в области высоких и нанотехнологий в зеленоградских организациях: НИИТМ, НИИФП и в большей степени в ЗАО «Нанотехнология МДТ». В ней рассмотрены особенности создания широкого круга изобретений, от простейших двухкомпонентных изделий до многофункциональных нанофабрик и подготовки на них заявок. Приведены конкретные примеры всего цикла работ на наиболее интересные технические решения. Автор намеренно минимизировал специальную патентную терминологию, чтобы этот материал также мог служить практическим пособием широкому кругу изобретателей и в качестве учебного пособия для студентов вузов. Книга основана на курсах лекций и семинарах, проведенных автором в следующих организациях: КБ «Молния», ВНИИ технической физики и автоматизации, Центральном институте повышения квалификации Атомного энергопромышленного комплекса, Академии менеджмента и рынка, Южно-Уральском гос. университете (Миасс), Институте точной механики и оптики (С.-Петербург), Казанском гос. университете, МИЭТе, Национальном содружестве бизнес-ангелов, ВНИИ трансплантологии и искусственных органов, НИИ клинической иммунологии СО РАМН, ОАО «SELMI» (г. Сумы), НИИТМе, заводе «Элион» и др.

На многих этапах работы существенную поддержку и помощь оказал президент группы компаний «НТ-МДТ», д.т.н. Виктор Александрович Быков, за что автор ему искренне благодарен.

Написание этой книги во многом было инициировано д.ф.-м.н., профессором кафедры «Квантовая физика и наноэлектроника» Московского государственного института электронной техники Владимиром Кирилловичем Неволиным, который дал много ценных советов по структуре материала и внес конкретные предложения и замечания по тексту рукописи.

Пользуясь случаем, выражаю благодарность профессору каф. № 2 Центрального института повышении квалификации Атомного энергопромышленного комплекса, академику МАРЭ, заслуженному деятелю науки РФ Юрию Петровичу Рудневу за обсуждение отдельных глав с целью их использования в образовательном процессе.

Много полезного автор почерпнул из общения с Европейским патентным поверенным к.ф.-м.н. Андреем Кудиным, особенно в области зарубежного патентования.

Введение

За последние годы в отечественной печати неоднократно поднимался вопрос о недостаточной патентной защите российских изобретений. «При относительном росте федеральных бюджетных расходов на проведение НИОКР, которые в 2007 г. составили более 200 млрд руб., права закрепляются лишь в каждом десятом случае…. Развитые страны патентуют за рубежом каждое четвертое национальное изобретение, что дает им возможность в дальнейшем эффективно продавать и защищать свои права на территории других государств. Россия патентует за рубежом только каждое шестидесятое национальное изобретение» [1]. Количество международных патентов, принадлежащих российским изобретателям в 100 раз меньше, чем аналогичный показатель в США и в 50 раз меньше, чем в Германии. «Из-за снижения объемов продаж на внешнем рынке новых технологий и продуктов наукоемкого промышленного производства потери России составляют до 10 млрд долл. в год… Согласно данным Минпромнауки доля России на мировых рынках высокотехнологичной продукции составляет 0,3 %, что в 130 раз меньше, чем в США» [2]. В области нанотехнологии по данным на 2007 г. мировое количество патентов было около 100 тыс. [3] тогда как в России эти патенты исчислялись всего лишь сотнями. В настоящее время идет процесс активного патентования высоких технологий зарубежными фирмами в Российской Федерации. Если в начале XXI века таких патентов было примерно 10 %, к 2005 г. их стало больше четверти, то к 2010 г. в отдельных областях, например, в цифровой обработке изображений, их количество превысило уже число российских патентов, а в биотехнологии достигло 80 % от общего числа. Если не принять экстренных мер, через несколько лет Россия может полностью потерять экономическую независимость в области высоких технологий. То же может произойти и в военной области, так как высокотехнологичные изобретения часто имеют двойное применение [4]. Помимо защиты интересов России патенты нужны еще и разработчикам в основном для:

1. Исключения запрета производить и продавать свою продукцию.

2. Защиты своей продукции от копирования недобросовестными конкурентами.

3. Успешной продажи своих комплектующих, входящих в более крупные чужие разработки.

4. Рекламы своей продукции.

5. Успешного участия в тендерах на разработку технологии и оборудования.

6. Отчета по бюджетному финансированию разработок.

Подробнее эти вопросы изложены в [5, 6].

Помочь изобретателям активнее заниматься патентованием своих изобретений – цель данной книги.

Отдельных правил для патентования высоких и нанотехнологий не существует, тем не менее, степень подробности описания каждого раздела заявки, последовательность изложения материала и особенно последовательность его подготовки имеют свои отличия. Следует также отметить, что граница между высокими и нанотехнологиями достаточно условна. Если с наноматериалами согласно общепринятым определениям вопрос достаточно ясен, то с оборудованием для их производства определенности уже меньше. А есть еще вспомогательное оборудование, необходимое для обеспечения работы основного. Поэтому четко определить границу между нанотехнологиями, высокими технологиями и обычными не всегда возможно. Например, разработан многофункциональный нанотехнологический комплекс для производства нанообъектов, который по всем определениям относится к объектам нанотехнологии. Но в него в качестве составных частей будут входить высокотехнологичные модули, которые могут иметь самостоятельное применение не только в нанотехнологиях. Эти модули в свою очередь будут содержать решения, применимые в разных областях обычных технологий.

В представленном ниже материале будут рассмотрены варианты патентования широкого круга изделий, привязанных к нанотехнологическому оборудованию [7,8]. При этом в одной главе может быть рассмотрено одновременно патентование объектов нанотехнологий, высоких и обычных технологий. Графические материалы приведены в той форме, в которой они должны быть представлены в заявках на изобретения, но в несколько упрощенном виде.

Литература

1. Уважайте инновации. – Патенты и лицензии, 2008, № 6, с. 5–6.

2. Соколов С.А. Пора вводить лицензирование торговли интеллектуальным продуктом. – Патенты и лицензии, 2008, № 11, с. 46.

3. Негуляев Г.А., Ненахов Г.С. Нанотехнологии: проблемы патентования и экспертизы. – Патенты и лицензии, 2007, № 11, с. 22.

4. Соколов Д.Ю. Угрозы экономической и военной независимости России из-за недостаточной патентной защищенности разработок в области высоких технологий. – Новые промышленные технологии, 2009, № 2, с. 32–33.

5. Соколов Д.Ю. Патентование высокотехнологичных решений (продукции) и методика составления заявок на различные типы патентов. – Новые промышленные технологии, 2009, № 2, с. 27–31.

6. Соколов Д.Ю. Стратегия организации патентной службы. – Патенты и лицензии, 2008, № 12, с. 41–43.

7. Быков В.А. Нанотехнологии: возможности, перспективы, инструменты. – Наука и технологии в промышленности, 2009, № 1, с. 66–70.

8. Быков В.А. Новейшие разработки в области приборостроения для нанотехнологии. – Наноиндустрия, 2010, № 2, с. 18–24.

Сокращения, термины и определения

Слово «термин» происходит от латинского «Terminus» – имени древнегреческого бога, который считался покровителем границ и межевых знаков. Поэтому оно подразумевает ограниченность, обособленность использования понятия [1]. Бернард Шоу в свое время с присущим ему остроумием определял терминологию как «заговор посвященных», подчеркивая тем самым замкнутый, ограниченный круг распространения специальной лексики, которая доступна лишь избранным, посвященным в ту или иную область научного знания [2]. Распространение знаний в области интеллектуальной собственности во многом ограничивается не сложностью вопроса, а специальной терминологией, которой пользуются патентоведы и которая непонятна большинству изобретателей. Более того, многие новомодные слова еще не вполне определили свое место в русском языке и часто вносят путаницу в решение различных задач. Например, у слова «инновация» существует более 10 определений. Поэтому намеренно была сокращена специальная и новая терминологии, используемые в тексте. Ниже приведен минимально необходимый набор терминов.

Патентные термины

Автором изобретения, полезной модели или промышленного образца признается гражданин, творческим трудом которого создан соответствующий результат интеллектуальной деятельности (ст. 1347)[1].

Единство изобретения – требование подачи заявки на одно изобретение, т. е. заявка должна содержать описание одного объекта – устройства, способа или вещества. Допускается объединение в одной заявке двух или более изобретений, относящихся к разным объектам (устройство, способ, вещество), если они служат единой цели и могут быть применены лишь совместно. Эти изобретения излагаются независимыми пунктами формулы.

Зависимый пункт формулы изобретения – пункт многозвенной формулы изобретения, не имеющий самостоятельного правового значения и развивающий или дополняющий признаки изобретения, изложенные в независимых (ом) пунктах (е).

ЕПВ – Европейское патентное ведомство.

Заявитель по заявке на изобретение – гражданин или юридическое лицо, имеющее в соответствии с действующим в РФ законодательством право на подачу заявки на изобретение и подавшее такую заявку в установленном порядке.

Изобретение – объект правовой охраны. Изобретению предоставляется правовая охрана, если оно является новым, имеет изобретательский уровень и промышленно применимо.

Изобретательский уровень изобретения достигается, если для специалиста оно явным образом не следует из уровня техники.

Исключительное право на использование изобретения, полезной модели и промышленного образца принадлежит патентообладателю и заключается в праве использования этих объектов любым, не противоречащим закону способом. Патентообладатель может распоряжаться исключительным правом на эти объекты.

Использование изобретения – изобретение или полезная модель признаются использованными в устройстве или способе, если устройство содержит, а в способе использован каждый признак изобретения или полезной модели, приведенный в независимом пункте формулы изобретения (ст. 1358).

Лицензиар – сторона в лицензионном соглашении, передающая другой стороне (лицензиату) право на использование объекта лицензии (например, изобретения).

Лицензиат – сторона в лицензионном соглашении, получающая право на использование объекта лицензии (например, изобретения).

МПК – международная патентная классификация.

Независимый пункт формулы изобретения – обычно первый пункт формулы изобретения, в котором все существенные признаки объекта необходимы и достаточны для достижения цели изобретения, излагаются допустимо обобщенными понятиями и который имеет самостоятельное правовое значение.

Новизна изобретения достигается, если оно не известно из уровня техники.

НОУ-ХАУ – в классическом понимании на сегодняшний день под термином «ноу-хау» понимается деловой секрет или конфиденциальная информация, ставшая предметом передачи или сделки [3]. На практике часто под «ноу-хау» подразумевают секретные сведения, которые не раскрываются при описании разработки.

Объект промышленной собственности – изобретение, промышленный образец, полезная модель, товарный знак.

Ограничительная часть формулы изобретения начинается с дословного воспроизведения названия изобретения и содержит ранее уже известные признаки данного изобретения. Чаще всего это признаки прототипа, используемые в данном изобретении.

Отличительная часть формулы изобретения – часть формулы, в которой после слов «отличающийся тем, что» излагаются признаки, отличающие объект изобретения от прототипа.

Отличительные признаки – признаки отличительной части формулы изобретения.

Открытие – установление неизвестных ранее объективно существующих закономерностей, свойств и явлений материального мира, вносящих коренные изменения в уровень познания.

Патент на изобретение, промышленный образец и полезную модель —

документ, удостоверяющий государственное признание на эти объекты, а также удостоверяющий приоритет, авторство и исключительное право на их использование.

Патентная чистота изобретения – юридическое свойство объекта техники, заключающееся в том, что он может использоваться в данной стране без нарушения действующих на ее территории патентов.

Патентоспособность – юридическое свойство объекта промышленной собственности, определяющее его способность охраняться документом исключительного права (патентом) на территории конкретной страны в течение срока действия патента.

Полезная модель – конструктивное выполнение средств производства и предметов потребления. Предоставляется правовая охрана, если она является новой и промышленно применимой.

Право преждепользования на изобретение, полезную модель или промышленный образец. Лицо, которое до даты приоритета изобретения, полезной модели или промышленного образца добросовестно использовало на территории РФ созданное независимо от автора тождественное решение или сделало необходимые к этому приготовления, сохраняет право на дальнейшее безвозмездное использование тождественного решения без расширения объема такого использования (ст. 1361).

Приоритет изобретения, полезной модели или промышленного образца устанавливается по дате подачи заявки на них в ФИПС (ст. 1381).

Промышленная применимость – изобретение или полезная модель промышленно применимы, если они могут быть использованы в промышленности и других областях экономики и социальной сферы.

Промышленный образец – новое художественно-конструкторское решение, определяющее его внешний вид и дающее положительный эффект.

ТРИЗ – теория решения изобретательских задач, в основном разработанная Г.С. Альтшуллером в середине XX века и получившая широкое мировое распространение в настоящее время.

Уровень техники включает любые сведения, ставшие общедоступными в мире до даты приоритета изобретения.

ФИПС – Федеральный институт промышленной собственности.

Формальная экспертиза заявки на изобретения. В ходе ФЭ проверяется наличие необходимых документов, соблюдение установленных требований к ним и рассматривается вопрос с том, относится ли заявленное предложение к объектам, которым предоставляется правовая охрана (ст. 1384).

Формула изобретения – составленная по установленным правилам краткая словесная характеристика технической сущности изобретения.

Экспертиза заявки на изобретения по существу проводится патентным ведомством РФ, где проверяется патентоспособность изобретения (ст. 1386).

Технические термины

Абляция (лат. Ablat – отнятие) – многозначный физический термин, обозначающий процесс увлечения вещества с поверхности твердого тела обтекающим потоком. В физике твердого тела – удаление (испарение) вещества с поверхности при воздействии лазерного излучения.

ACM (атомно-силовой микроскоп) – прибор, позволяющий исследовать рельеф материалов за счет силового взаимодействия заостренного зонда с поверхностью этих материалов. Изготовлен в 1986 г. Г. Биннигом, X. Гербером и С. Квайтом.

Графен – углеродный монослой, в котором связи С-С образуют правильные графитовые шестиугольники. В настоящее время пленка, содержащая до десяти монослоев, может называться графеновой.

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) – молекула, содержащаяся в клетках всех живых организмов, а также некоторых вирусах, представляющая собой полимерный остов, состоящий из чередующихся остатков фосфата и сахара дезоксирибозы, к которому прикреплены азотистые основания (аденин, гуанин, цитозин и тимин). Молекула ДНК представляет собой двойную нуклеотидную наноцепь с периодом 3,4 нм и диаметром 2 нм.

Кантилевер (англ. Cahtilever – консоль) – устоявшееся название микромеханического подвижного зонда, включающая гибкую консоль, позволяющую изучать материалы методом атомно-силовой микроскопии.

Кластер (англ. Cluster – объединение) – совокупность двух или более однородных элементов, которая может рассматриваться как самостоятельная единица, обладающая определенными свойствами.

Нано… (греч. Nanos – карлик) – приставка для образования наименования дольных единиц, равных одной миллиардной доле исходных единиц.

Нанолитография – создание «правильных» групп атомов и молекул на подложке из обычного вещества. Создание на подложке наноразмерных (менее 100 нм по одной координате) элементов.

Наноматериал – материал, содержащий структурные элементы, геометрические размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм, и благодаря этому обладающий качественно новыми свойствами, в том числе заданными функциональными и эксплуатационными характеристиками.

Нанотехнология (по одному из определений) – это разработка, характеризация, производство и применение структур, устройств и систем посредством контроля формы и размеров в нанометровом диапазоне [1].

Нанотрубка углеродная (англ. Carbon nanotube) – трубка нанометровых размеров, состоящая из отдельных атомов углерода. Либо трубка, стенки которой состоят из слоев графена.

Пьезобиморф – модуль, состоящий из двух пьезоэлементов.

Пьезосканер – устройство, состоящее из пьезоэлемента(ов), осуществляющее сканирование.

Пьезотрубка – пьезоэлемент, выполненный в виде трубки.

СЗМ (сканирующий зондовый микроскоп) – устройство для исследования и модификации посредством острийного зонда поверхности объекта вплоть до атомарного уровня.

СТМ (сканирующий туннельный микроскоп), прибор, основанный на использовании туннельного тока между поверхностью проводника и металлическим острием, удаленным от нее на расстояние около 1 нм. С созданием этого прибора многие связывают начало эры нанотехнологии. Запатентован в 1982 г. Г. Биннигом и Г. Рорером и имеет дату швейцарской регистрации заявки на изобретение – 20.09.1979 г. [4].

Туннелирование – свойство квантовых частиц, заключающееся в их способности проникать через преграду даже в случаях, когда их энергия ниже потенциального барьера, соответствующего данной преграде.

Фуллерены (англ. Fullerene) – класс химических соединений, молекулы которых состоят только из четного количества атомов углерода. Химически стабильные замкнутые поверхностные структуры углерода, в которых атомы углерода расположены в вершинах правильных шестиугольников или пятиугольников, регулярным образом покрывающих поверхность сферы или сфероида.

Литература

1. Удовицкий В.Г. О терминологии, стандартизации и классификации в области нанотехнологий и наноматериалов. – ФИП, 2008, т. 6, № 3–4, с. 193–201.

2. Володина М.Н. Когнитивно-информационная природа термина и терминологическая номинация. – М.: Изд-во МГУ, 2000. – 128 с.

3. Евдокимова В.Н. Передача технологии: правовое регулирование и правоприменительная практика в Российской Федерации. – М.: ИНИЦ Роспатента, 2001, с. 20.

4. Патент US4343993. Scanning tunneling microscope. 10.08.1982.

Глава 1 Исторические аспекты

Развитие человеческого общества тесно связано с изобретательской деятельностью. Согласно классической истории устройство для добывания огня (600 тыс. лет до н. э.) – одно из первых важнейших изобретений человека. Следующее изобретение, связанное с огнем, масляная лампа (50 тыс. лет до н. э.) применялась не только для освещения жилища, но и древними художниками для создания произведений искусства в пещерах на территории Европы [1]. Водяное колесо, изобретенное в Индии в 4—6-м тысячелетии до н. э. уже заставило природу работать на человека. Колесо и повозку (3000 лет до н. э.) связывают с протоиндийской культурой Мохенджо-Даро и Месопотамией.

Парус и корабль древнего Египта в 5-м тысячелетии до н. э. расширили транспортные возможности человека. Дальнобойный лук, изобретение которого приписывают Гуннам или даже до гуннской цивилизации Сюннам, изменил способы ведения войны и позволил легким всадникам с 300 м расстреливать рыцарей в доспехах, что привело к изменению карты Европы. Стремена, изобретенные в Китае в начале 1 – го тысячелетия, также дали огромное преимущество восточным кочевникам. Они позволили прицельно метать дротик и стрелять из лука, а также, встав на стремена, всадники могли поражать противника ударом сверху. Эти новые возможности стремян ускорили падение Римской империи, воинам которой они не были известны. Все эти изобретения можно смело отнести к высоким технологиям своего времени.

Нанотехнологии также появились в древнем мире. Это косметика Древнего Египта и Древней Греции с частицами красящего вещества, измельченными до 5 нм, что обеспечило им уникальные красящие свойства, дамасская сталь с нановолокнами, фарфор Древнего Китая, рубиновое стекло Древнего Рима с наночастицами золота и многое другое.

В средние века начинают появляться довольно подробные изображения изобретений. Арабская миниатюра водяных часов [2] XIV века (рис. 1.1) однозначно определяет принцип их работы.

Зарисовки Леонардо из Тосканского городка Винчи дают подробные изображения танков, разрывных пушечных ядер (рис. 1.2), рессорных колесниц, цепных передач, маховиков, парашютов, прообразов вертолетов и многого другого [3].

^{Рис. 1.1. Водяные часы с механическими павлинами. Миниатюра из трактата арабского механика Аль-Джазари об автоматах. Багдад, 1315 год}

^{Рис. 1.2. Изобретения Леонардо да Винчи. «Танк», 1485 год. Пушки со взрывающимися ядрами, 1490 год}

^{Рис. 1.3. Экспериментальная вакуумная установка из книги немецкого физика Отто фон Герике. Амстердам, 1672 год}

Следует заметить, что некоторые чертежи Леонардо имеют намеренные ошибки, чтобы никто кроме него не мог изготовить по ним изделия (см. редуктор «танка», который вращает колеса в разные стороны). Здесь мы впервые сталкиваемся с сокрытием ноу-хау, получившим широкое распространение в настоящее время.

Изображение экспериментальной вакуумной установки XVII века (рис. 1.3), которую смело можно отнести к высоким технологиям, дает полное понятие не только о ее конструкции, но и процессах, происходящих внутри.

Это изображение установки и сейчас в качестве чертежей можно подавать в любое патентное ведомство.

Крупнейшее изобретение Средневековья, которое для того времени также можно отнести к высоким технологиям, – вязальный станок, изготовленный Уильямом Ли в 1589 г. в Англии. Впоследствии это изобретение дало толчок всему современному технологическому развитию, а на момент его создания королева Англии Елизавета, заботясь о доходе вязальщиц, запретила под страхом смерти изготовление и экспорт этого станка и посоветовала изобретателю жить честным трудом. То есть вопрос о регламентации изобретательской деятельности уже назрел.

Следует, правда, заметить, что самый первый патент в мире был выдан в 1449 г. Джону Уитноу на изготовление по собственной технологии цветного стекла, а для его окрашивания в разные цвета используются наночастицы металлов и их оксиды. Следовательно, первый патент в мире относится сразу к нанотехнологии. Более того, техническим эффектам окрашенных стекол, например, наночастицами золота, находят новые объяснения до сих пор. Ученые Технологического Университета Квинсленда установили, что наночастицы золота, например, в церковных витражах, возбуждаясь от солнечного света и формируя магнитные поля на поверхности витражей, могут расщеплять вредные для человека вещества.

Первым патентным документом стала Декларация Венецианской республики 1474 года. Однако первый полноценный патентный закон появился в Англии только в XVII веке. В марте 1883 г. уже была заключена Парижская конвенция по охране интеллектуальной собственности.

Первая привилегия на изобретение в России была выдана 2 марта 1748 г. купцам Антону Тавлеву, Терентию Волоскову и Ивану Дедову «на устроение фабрик для делания красок по предложенному ими способу». Опять же область, близкая к нанотехнологии. До 1812 г. было выдано 76 привилегий «на промыслы, торговлю и изобретения в ремеслах и художествах». 17 июня 1812 г. был подписан манифест «О привилегиях на разные изобретения и открытия в ремеслах и художествах», являющийся первым патентным законом в России. Некоторые важные и интересные в настоящее время документы патентного законодательства СССР приведены в приложении 4.

Отдельно хочется выделить российских ученых-изобретателей М.В. Ломоносова и Д.И. Менделеева. Михаил Васильевич Ломоносов наряду с открытиями, опередившими свое время (например, молекулярно-кинетической теорий тепла [4] и физической химии – как науки [5]), создал огромное количество изобретений в различных областях. Соединение науки с практикой для решения конкретных задач он считал наиважнейшей задачей. В первой химической лаборатории России, прообразе будущих научно-исследовательских институтов, в 1749–1751 гг. им были созданы новые и найдены утерянные рецепты окрашивания стекол и специальной мозаичной массы – смальты [6]. Одним из самых выдающихся изобретений Ломоносова была «ночезрительная труба» – прообраз созданных через 200 лет ночных биноклей. Им были также изобретены перископ, рефрактометр, пирометр, различные варианты барометров и многое другое.

Дмитрий Иванович Менделеев продолжил многие направления науки, начатые Ломоносовым. Основное его достижение – Периодическая система элементов, которую Американское общество материаловедов и технологов объявило самым выдающимся открытием в этих областях за всю историю человечества. Менделеев трижды выдвигался на Нобелевскую премию зарубежными учеными и ни разу российскими, состоял членом десятков зарубежных академий, но был забаллотирован в Российскую, так как его работы сочли недостаточно фундаментальными. Примечательно изобретение Менделеевым бездымного пороха, которое было у него украдено и запатентовано в 1990 г. сотрудником американской военно-морской разведки Бернаду. В отличие от Нобеля, запатентовавшего динамит и сделавшего на этом себе состояние, Менделеев, в первую очередь из-за невнимания чиновников от науки, не смог защитить свою интеллектуальную собственность на порох, что во многом могло бы изменить для России ход Первой мировой войны.

Совсем по-другому к патентованию своих разработок относились за рубежом.

Активное патентование высоких технологий началось в конце XIX века. Из изобретателей того времени можно выделить Томаса Эдисона и Николу Теслу. Оба работали в наиболее передовой на тот момент области – электротехнике. В течение жизни Эдисон получил 1093 патента [7]. Особенно он гордился фонографом – устройством для записи и воспроизведения звука. Наиболее значимые патенты Теслы относятся к области переменного тока: моторам, осветительным устройствам, передаче энергии на большие расстояния. Некоторые его изобретения вызывают дискуссии в научной среде до сих пор. Многие считают Теслу первым нанотехнологом за предсказание электронного микроскопа и возможности манипулирования отдельными молекулами. По рейтингу, составленному Американской академией наук, Тесла вошел в пятерку величайших изобретателей человечества [8]. Патенты уже в то время имели огромное значение, реально охраняли интеллектуальную собственность, приносили прибыль и служили стимулом развития производства.

Первым изобретением Эдисона была изготовленная на собственные средства машина для подсчета голосов при голосовании, которая работала хорошо, но именно из-за этого оказалась ненужной конгрессменам, к которым он обратился. После этой неудачи Эдисон сформулировал для себя основной принцип изобретательства: «Сперва обдумай, есть ли нужда в будущем изобретении, затем начинай думать, вставай в шесть часов утра и думай до двух часов ночи. Делай это до тех пор, пока не изобретешь». Использовав этот принцип, Эдисон вскоре усовершенствовал телеграф, за что уже получил 40 тыс. долл. По своему эти методы работы прокомментировал Тесла: «Если бы Эдисону понадобилось найти иголку в стоге сена, он не стал бы терять времени на то, чтобы определить наиболее вероятное место ее нахождения. Он немедленно с лихорадочным прилежанием пчелы начал бы осматривать соломинку за соломинкой, пока не нашел бы предмета своих поисков… Он питал неподдельное презрение к книжному образованию, доверяясь всецело своему чутью изобретателя…» Заметим, что Тесла постановку сверхзадачи (второй принцип) и научный подход (третий принцип) сочетал, как и Эдисон, с коммерциализацией своих изобретений. В 1888 г. Тесла за свои 40 патентов получил от Вестингауза 1 млн долл. Четвертый принцип выразил Генри Форд «в изобретении небольшого, сильного и простого автомобиля, производимого по дешевой цене» [9]. Пятый принцип изобретательства шутливо сформулировал Эйнштейн, работавший в начале своей трудовой деятельности в патентном бюро. Когда его спросили, как становятся изобретателями, смысл ответа был следующим: все знают, что все изобретено, а один нет – он и становится изобретателем. И еще один принцип изобретательства, связанный с постановкой сверхзадачи, вытекает из следующего примера. В конце прошлого века крупнейшие астрономы – французский Ж. Лаланд и американский С. Ньюк, немецкий изобретатель Э. Сименс и некоторые другие знаменитые ученые считали невозможным создание летательных аппаратов тяжелее воздуха. До первых полетов в 1903 г. А. Можайского и братьев Райт оставалось несколько лет. Именно в 1903 г. конгресс США запретил финансирование таких летательных аппаратов, а патентное ведомство прекратило прием заявок на их патентование [10].

На основании опыта великих изобретателей можно сделать вывод: изобретение должно быть необходимым, сочетать научный подход и здоровый прагматизм, а также желательно решать сверхзадачу и не быть в полной зависимости от мнения авторитетов сегодняшнего дня.

Литература

1. Дмитриева НА. Краткая история искусств. – М.: Искусство, 1969. – 344 с.

2. Глазычев В.Л. Гемма Коперника. Мир науки в изобразительном искусстве. – М.: Советский художник, 1989. – 416 с.

3. Уоллэйс Р. Мир Леонардо. – М.: Терра. 1997. – 192 с.

4. Ишлинский А.Ю., Павлова Г.А. М.В. Ломоносов – великий русский ученый. – М.: Педагогика, 1986, с. 57–60.

5. Кудрявцев П.С. Курс истории физики. – М.: Просвещение, 1982, с. 124.

6. Белявский М.Т. Все испытал и все проник. – М.: Издательство Московского университета, 1990. – 221 с.

7. http: www.trizland/ru, Томас Эдисон.

8. Ренкель А. Восхождение на купюру. – ИС. Промышленная собственность, 2007, № 11, с. 7.

9. Генри Форд. Сегодня и завтра. – М.: Контроллинг, 1992, с. 21.

10. Потоцкий В. В. О взаимосвязи научных открытий и изобретений, как объектов интеллектуальной собственности. – Вестник Российской академии естественных наук, 2003, № 4, с. 5.

Глава 2 Как создать простейшее изобретение и оформить на него заявку

Для начала рассмотрим общие подходы к разработке и патентованию обычных изделий, которые подойдут и к патентованию высокотехнологичного оборудования. Многие разработчики не могут приступить к оформлению патентов на изобретения из-за незнания элементарных вещей: что такое изобретение и что в первую очередь важно при оформлении заявки. Цель данной главы – простыми словами на элементарном примере объяснить разработчику основы процесса создания и защиты изобретения.

Изобретение – это продукт интеллектуальной деятельности, который является новым, имеет изобретательский уровень и промышленное применение.

Новое – это решение, неизвестное из уровня техники. При этом в качестве уровня техники могут рассматриваться патенты, опубликованные заявки, статьи, рекламные проспекты и вообще любая информация, известная неограниченному кругу лиц, вплоть до сообщения по радио. Если с первым критерием все более-менее ясно, то второй часто ставит изобретателя в тупик.

Изобретательский уровень решения определяется неочевидностью его для специалиста в данной области. Согласно [1] не признаются соответствующими условию изобретательского уровня изобретения, основанные, в частности:

– на дополнении известного средства известными частями, присоединяемыми к нему по известным правилам;

– на замене какой-либо части известного средства другой известной частью;

– на увеличении количества однотипных элементов;

– на создании средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил;

– И т. д.

Прочитав эти определения, большинство разработчиков отказываются патентовать свои изобретения. Ведь практически любой признак (деталь, узел, последовательность действий), который используется в патентуемом оборудовании или технологии, уже где-то описан и применяется.

При представлении своего изобретения для обсуждения в любой аудитории всегда найдется «умник», который скажет, что это давно всем известно, чем окончательно отобьет у изобретателя желание что-либо патентовать. Попробуем развеять эти заблуждения. Во-первых, изобретение не является открытием, во-вторых, оно рассматривается в совокупности признаков и в-третьих, даже если все признаки из общей совокупности описаны в разных источниках, экспертизой берется во внимание сверхсуммарный эффект, возникший от этой совокупности. Сверхсуммарный эффект совокупности признаков – это эффект, превышающий сумму эффектов известных признаков. На практике при наличии более пяти известных ранее отличительных признаков в формуле изобретения часто удается обосновать сверхсуммарный эффект за счет взаимовлияния этих признаков. То есть критерий изобретения «изобретательский уровень» не так сложно и выполнить.

Третье положение, касающееся промышленной применимости, достаточно коварно. На первый взгляд выполнить это требование довольно просто. Однако в материалах заявки можно забыть указать какой-нибудь очевидный элемент устройства, без которого оно не будет работать. Например, можно не обозначить связь между блоком управления и двигателем. Это даст повод экспертизе подвергнуть сомнению промышленную применимость устройства.

Подавляющее число изобретений – это усовершенствованные конструкции, так называемые изобретения первого и второго уровней [2], они часто относятся к изделиям бытового назначения (двери, сейфы, замки, петли и т. п.) и также требуют патентной защиты. Выпускают их обычно небольшие предприятия, не имеющие патентных служб. Первый совет таким предприятиям – начинать оформление заявки на патент до завершения разработки. Практически всегда процесс подготовки заявки связан с доработкой конструкции и до 70 % новых признаков может возникнуть в этот период.

Рассмотрим в качестве примера всем известное техническое решение. Предположим, фирма захотела разработать и запатентовать гвоздь. Замечу, мы не ставим перед собой задачу осчастливить человечество гениальным изобретением. Наша цель – в сжатые сроки создать патентоспособное решение и получить на него патент.

При такой постановке задачи следует сразу начинать с формулы изобретения. На первом этапе тратить время на выбор прототипа не будем и сразу приступим к составлению формулы. Дело в том, что выбор прототипа может настолько увлечь изобретателя, что он погрузится в него на долгое время либо сразу найдет множество аналогичных технических решений. А это, скорее всего, парализует его волю и приведет к отказу от патентования своего изделия.

Ограничительная часть формулы изобретения будет выглядеть следующим образом: гвоздь, содержащий стержень, один конец которого заканчивается заострением, а другой – шляпкой.

Не следует тратить много времени на подбор терминов. Заострение может быть названо острием, шляпка – утолщением и т. п. Важно, чтобы эти термины повторялись по всему тексту заявки. Таким образом, из ограничительной части следует, что гвоздь состоит из трех элементов: стержня, заострения и шляпки.

Придумать какой-то новый элемент гвоздя можно, в этом случае патент получить проще, но для усложнения задачи ограничим себя известными элементами.

Нахождение отличительных признаков формулы изобретения начнем, например, со стержня. Стержни гвоздей обычно имеют в сечении, перпендикулярном оси, круг или квадрат. Значит, эти признаки, в качестве отличительных, не упоминаются. В других вариантах сечение стержня может быть, например:

2. Прямоугольное. (Нумерацию начнем с двойки для последующего согласования с зависимыми пунктами формулы изобретения).

3. В виде эллипса с заостренными краями.

4. Переменного профиля, сначала прямоугольного, а потом в виде эллипса, с уменьшающейся площадью сечения в сторону острия.

5. И совсем необычное, Z-образное.

Можно придумать еще много вариантов, но ограничимся этим числом.

Далее рассмотрим заострение. У гвоздей оно, в основном, встречается в виде пирамиды или конуса. Значит, эти признаки также не упоминаются. А какие могут быть заострения вообще, вне зависимости от того, нужно это кому-нибудь или нет?

6. Заострение, образованное сечением стержня плоскостью, расположенной под углом, не равным 90°, к его оси.

7. Заострение, образованное сечением стержня цилиндрической поверхностью и вогнутое в сторону стержня.

8. То же, но выпуклое наружу.

Следующим элементом гвоздя является шляпка. Она может быть, например:

9. Шарообразной.

10. В виде полусферы выпуклой наружу.

11. То же, но вогнутой внутрь.

12. И совсем необычной, Т-образной.

По сути, формула изобретения готова. Следует еще раз подчеркнуть, что все перечисленные варианты приводились вне зависимости от того, есть от них какая-то польза или нет.

Таким образом, можно оформить формулу изобретения, пока особо не задумываясь над техническими эффектами. Начинать нужно с составления отличительной части первого (независимого) пункта формулы. При этом надо помнить, что признаки следующих (зависимых) пунктов формулы не могут быть альтернативными признакам первого ее пункта. Например, в первом пункте нельзя написать «сечение стержня прямоугольное», так как существуют и другие его формы.

В результате первый (независимый) пункт формулы изобретения с учетом ограничительной части будет выглядеть следующим образом:

1. Гвоздь, содержащий стержень, один конец которого заканчивается заострением, а другой – шляпкой, отличающийся тем, что сечение стержня, перпендикулярное его оси, имеет удлиненную форму, а заострение образовано путем сечения стержня поверхностью, расположенной под углом, не равным 90°, к оси стержня.

Теперь формулируем зависимые пункты:

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что форма сечения стержня представляет собой прямоугольник.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что форма сечения стержня представляет собой эллипс с заостренными краями.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что форма сечения стержня от шляпки имеет переменный профиль, сначала прямоугольный, а потом в виде эллипса, с уменьшающейся площадью сечения в сторону острия.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что форма сечения стержня Z-образная.

Далее идет заострение. Согласно выбранным вариантам, зависимые пункты будут выглядеть следующим образом.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что заострение образовано путем сечения стержня плоскостью.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что заострение образовано путем сечения стержня цилиндрической поверхностью, вогнутой в сторону стержня.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что заострение образовано путем сечения стержня цилиндрической поверхностью, выпуклой наружу.

И, наконец, шляпка.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шляпка имеет шарообразную форму.

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шляпка имеет форму полусферы, выпуклой наружу.

11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шляпка имеет форму полусферы, вогнутой внутрь.

12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шляпка имеет Т-образную форму.

Итак, формула готова, но тратить время на ее дошлифовку не следует. Будут еще описание и чертежи с дополнительными разъяснениями сущности изобретения. При необходимости экспертиза сама отредактирует текст формулы. Например, уточнит понятие сечения стержня цилиндрической поверхностью под углом к его оси и т. п.

Далее необходимо описать эффекты от использования отличительных признаков. При этом признаки переписываются дословно и приводятся их технические эффекты. Например, сечение удлиненной формы упрощает вход гвоздя в древесину при расположении его оси вдоль волокон и уменьшает расщепление материала на краях. Сечение сначала прямоугольной формы, а потом в виде эллипса, с уменьшающейся площадью сечения в сторону острия помимо упрощения забивания гвоздя сохраняет его прочность по всей длине.

Сечение Z-образной формы дополнительно к основному эффекту образует полости в материале, введя смазку в которые гвоздь легче извлечь. Этот эффект, да и сам признак явно надуманные, но их можно оставить в тексте, так как они не нарушают законов природы. Если экспертиза посчитает эффект и признак неуместными, то по согласованию с заявителем она просто исключит Z-образное сечение из формулы.

Заострение, образованное путем сечения стержня под углом к его оси плоскостью или цилиндрической поверхностью вогнутостью внутрь, сокращает расход материала при изготовлении гвоздей, а также упрощает их забивание под углом к поверхности. Если не удастся придумать технический эффект на цилиндрическую выпуклость острия (п. 8), то этот пункт можно исключить из формулы изобретения.

Шарообразная шляпка упрощает выдергивание гвоздя за счет ее несминаемости. Шляпку в виде выпуклой полусферы будет труднее полностью ввести в дерево (по сравнению с обычной), а шляпку, вогнутую внутрь – наоборот. Т-образная шляпка затрудняет выдергивание гвоздя за счет возможности более глубокого ее проникновения в древесину и (или) деформации при взаимодействии с гвоздодером. Все перечисленные эффекты могут найти реальное применение. Более того, если очень захотеть, можно придумать еще не один десяток отличительных признаков гвоздя.

После того, как определены все первичные технические эффекты, желательно минимизировать их количество выделением вторичных эффектов и довести их до одного-двух. Этот момент важен, так как при большом количестве разнообразных эффектов, особенно в первом пункте формулы, экспертиза может найти нарушение единства изобретения и предложить разделить заявку на несколько изобретений, что связано с дополнительной работой и уменьшением вероятности получения патента по каждой из-за сокращения числа отличительных признаков.

Сечение под углом к оси стержня помимо приведенных эффектов при забивании отклоняет стержень гвоздя в сторону, а значит, затрудняет его выдергивание, то есть одновременно расширяет функциональные возможности. То же можно сказать и про удлиненные формы сечения стержня (п. 1, 2 и 3), уменьшающие расщепление древесины по краям, что также расширяет функциональные возможности гвоздя. Такой же подход преобразования технических эффектов можно использовать и в отношении остальных отличительных признаков.

Следует заметить, что объединить эффекты не всегда просто, но стремиться к этому надо. Если это не удалось, можно указать тот эффект, который получился, и оставить решение данного вопроса на усмотрение экспертизы.

После того, как определен основной технический эффект, можно провести патентный поиск и найти прототип с недостатками, например, такими, как «ограниченные функциональные возможности». При четко обозначенных признаках и эффектах это делается довольно легко. При этом если какие-то признаки предполагаемого изобретения будут найдены в известных технических решениях, необязательно их сразу исключать из отличительной части формулы. Возможно, в совокупности они вызовут какой-нибудь дополнительный эффект либо усилят эффект другого признака. Данная методика составления формулы изобретения, а по сути создания самого изобретения частично изложена Г.С. Альтшуллером в [2]. Описанные разделы включаются в последнюю часть подаваемых на экспертизу материалов, но начинать подготовку целесообразно именно с них.

Теперь можно приступить к написанию остального текста заявки в последовательности представления его на экспертизу. После указания названия изобретения кратко раскрывается область его применения. Далее можно ограничиться описанием одного прототипа и критикой его недостатков, строго привязанных к техническим эффектам изобретения. Потом излагается сущность изобретения, где упрощенно, но включая все отличительные признаки, переписывается формула.

Следующий раздел – краткое описание чертежей без их детализации. Самая большая по объему часть включает подробное описание конструкции устройства, основанное на формуле изобретения и привязанное к последовательности изложения в ней признаков. Далее идет описание работы устройства и уже подготовленный раздел технических эффектов. Эти последние три раздела должны быть четко структурированы по назначению. Нельзя, например, писать (отвлечемся от гвоздя): «Первая деталь соединена со второй деталью и вращается относительно нее с целью повышения производительности устройства». Про соединение деталей пишут в описании конструкции, про вращение – в описании работы, а о производительности – в технических эффектах.

После этого на отдельных листах прикладываются формула изобретения, чертежи и реферат. Чертежи также выполняются на отдельных листах, где каждое изображение нумеруется отдельно. На чертежах должны быть указаны все элементы, упоминаемые в описании конструкции, и особенно, в формуле изобретения. Не следует основывать чертежи изобретения на сборочных чертежах изделия, в которых указывается избыточное число элементов (винтов, гаек, скруглений, обнижений и других деталей), не относящихся к сущности изобретения. В реферате указываются назначение, сущность и технические эффекты изобретения.

Предложенная методика упростит создание изобретения и подготовку заявки на патент. Если изобретатель не захочет самостоятельно завершать оформление документации для ее подачи в Роспатент и обратится для этого к специалистам, то правильно подготовленные первичные материалы упростят им задачу, а изобретатель сократит затраты на оплату этих работ. Подробно формы подготовки первичных материалов заявок на способ и устройство представлены в приложениях 5 и 6. Дополнительно к основным материалам прилагаются: заявление о выдаче патента, копия платежного поручения за проведение формальной экспертизы или экспертизы по существу (можно найти на сайте fips.ru), а также сопроводительное письмо о направлении материалов заявки с просьбой проведения формальной экспертизы или экспертизы по существу.

Литература

1. Приказ № 82 от 17.04.98. Бюллетень нормативных актов федеральных органов исполнительной власти № 26 от 05.10.98.

2. Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. – М.: Московский рабочий, 1977, с. 50.

Глава 3 Наноматериалы и способы их получения

Возможность манипулирования отдельными атомами впервые была высказана лауреатом Нобелевской премии Р. Фейнманом в лекции: «Внизу полным-полно места. Приглашение в новый мир физики», прочитанной 29 декабря 1959 г. [1]. Термин «nanotechnology» (нанотехнология) был введен японским профессором Норио Танигучи в 1974 г. в докладе «Об основной концепции нанотехнологии» [2]. С практической точки зрения под термином «нанотехнология» удобно рассматривать совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, имеющие принципиально новые качества и позволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы макромасштаба. Понятие «наноматериалы» было определено Г. Тлейтером в 1981 г. [3]. Наноматериалы включают в себя группу различных материалов (наноструктурные, нанофазные, нанопористые, нанокомпозитные и т. д., а также нанопорошки, нанотрубки, нанокапсулы, нановолокна, нанопленки и т. д.). Характерным признаком таких наноматериалов является наличие в них основных структурных элементов (кристаллитов, пор, волокон, слоев и т. п.), величина которых, по крайней мере хотя бы в одном измерении, не превышает так называемого нанотехнологического предела – 100 нм [4]. Отдельной строкой из-за их широкого распространения можно выделить такие наноматериалы, как фуллерены и углеродные нанотрубки, иногда их называют нанообъектами. Впрочем, этот термин подходит также и к нанотрубкам вообще, и к нанокапсулам, и частично к нановолокнам. Следует отметить, что круг наноматериалов до сих пор расширяется. В 2004 г. был получен графен. Поиск новых наноматериалов идет и будет продолжаться.

Существует два подхода к получению наноматериалов. Первый, так называемый «снизу-вверх», основан в первую очередь на зондовой микроскопии и позволяет конструировать требуемые наноструктуры, прибавляя шаг за шагом необходимые атомы к собираемому объекту. Второй, наиболее распространенный – «сверху-вниз», удаляет лишний материал до тех пор, пока не будет получена соответствующая наноструктура.

Варианты патентования наноматериалов рассмотрим на примерах материалов, в которые входят наночастицы, углеродных нанотрубок и графенов, а также жидкостей, в которых включения разделены до наноразмерных частиц.

3.1. Материалы, содержащие наночастицы

Эти наноматериалы включают в себя огромное количество объектов, содержащих наночастицы, благодаря которым они приобретают уникальные свойства. Это могут быть полимеры, клеи, покрытия, биологически активные добавки, косметические средства, медицинские препараты и многое другое. Патентование таких объектов, материалов и способов не является особо сложной задачей, так как неизвестный ранее признак, приводящий к новому эффекту, и в обычных материалах является достаточным аргументом для получения патента.

Рассмотрим патентование наноматериалов на примере способа получения биологически активного вещества на основе природных объектов [5]. В одном из вариантов гомогенизацию исходной субстанции проводят до получения нанодисперсных частиц, которое приводит к повышению эффективности конечного продукта. Однако, несмотря на коммерческую целесообразность введения в название и первый пункт формулы изобретения процесса нанодиспергирования, было принято решение о его введении в зависимый пункт формулы. Это было сделано потому, что и без него исходный процесс обеспечивал получение достаточно качественного продукта и если бы получение нанодисперсных частиц было включено в первый пункт формулы изобретения, то его неиспользование все равно позволило бы конкурентам выпускать достаточно качественный продукт и при этом выйти из-под действия этого патента.

В другом варианте рассмотрим состав для придания волокнистым материалам антимикробных и фунгицидных свойств [6]. В этом случае наночастицы серебра уже должны были входить в первый независимый пункт формулы, так как это явилось основным отличительным признаком изобретения. При этом был назначен достаточно широкий диапазон количественного состава наночастиц серебра в растворе. Этот прием используется и для обычных материалов, однако для наноматериалов есть своя специфика выбора верхней границы диапазона. Наноматериалы часто бывают дорогими и превышение их концентраций может быть экономически нецелесообразным. Кроме этого, они достаточно активны и даже небольшое превышение концентрации может привести к нежелательным результатам. Дополнительная защита этого решения была обеспечена введением второго независимого пункта формулы изобретения, касающегося способа введения наночастиц серебра в раствор.

Таким образом, при патентовании наноматериалов не всегда обязательно вводить нанопризнаки в первый независимый пункт формулы изобретения. Кроме этого, целесообразно сделать максимальную защиту своего изобретения, используя свойства наночастиц, благодаря разумному расширению диапазона их процентного содержания в составе вещества.

3.2. Углеродные нанотрубки

С момента первого получения углеродных нанотрубок (УНТ) в 1991 г в компании NEC (Япония) при распылении графита в электрической дуге довольно быстро были разработаны различные устройства и способы их получения [7, 8, 9, 10]. В этих устройствах рабочий углеродосодержащий газ, подаваемый в камеру, разлагался под действием температуры на каталитической поверхности с образованием УНТ. Причем эти и некоторые другие способы, описанные в первых патентах, включили почти все возможные варианты. Тем не менее, часто для продвижения своего продукта на рынок необходимо его патентовать. А как быть, если почти все способы получения УНТ оказались уже запатентованы. Основной подход к патентованию оборудования и не только нанотехнологического в этом случае может состоять в защите его не основных характеристик, таких, как безопасность работы, удобство эксплуатации и т. п. Это и было осуществлено в патенте [11]. На рис. 3.1 представлена схема устройства роста углеродных нанотрубок. В этом устройстве реакционная камера 1 была выполнена с возможностью съема с основания 2, что обеспечило удобство профилактической чистки камеры 1. Нагреватель 3 за счет своей формы мог обеспечивать нагрев образца 4 и одновременно обезгаживание камеры 1. Устройство было снабжено модулем оптического воздействия 5 на образец 4, позволяющее воздействовать на процесс и его контролировать. Кроме этого, модуль 5 был оптически сопряжен с образцом 4 через канал 6 подвода парогазовой смеси от блока 7, что упростило конструкцию.

^{Рис. 3.1. Схема устройства роста углеродных нанотрубок: 1 – реакционная камера; 2 – основание; 3 – нагреватель; 4 – образец; 5 – модуль оптического воздействия; 6 – канал подвода парогазовой смеси; 7 – модуль формирования парогазовой смеси}

3.3. Графены

Другим характерным наноматериалом является графен [12]. Финишные технологические операции по получению графена, очевидно, будут связаны с высокими технологиями, например, с различными вариантами плазменного травления графита. Однако если при патентовании ограничиться только их использованием, то экспертиза может резонно указать, что применяются известные способы (плазменного травления) для получения известных результатов (тонких пленок). Чтобы этого избежать и подтвердить новизну предложенного решения, необходимо было найти признаки изобретения в других действиях, не связанных с основной технологической операцией, а именно в способе подготовки образцов графита к травлению. Действительно, в случае, описанном ниже, способ создания первичных графитовых структур для последующего травления оказался уникальным, в результате чего были получены графитовые фрагменты толщиной 30—100 нм до 1 мм в поперечнике. При этом весь процесс их подготовки (первичное формирование, промежуточное закрепление, перенос и фиксация их на подложке для финишного плазменного травления) осуществлялся оператором с использованием примитивных средств. Однако на момент подачи заявки никто до этого не додумался. Более того, были разработаны различные способы первичного захвата графитовых фрагментов на промежуточный носитель, часть из которых вошла в зависимые пункты формулы изобретения [13], а часть была скрыта и оформлена как ноу-хау. В результате сочетание новых, хотя и «примитивных», манипуляций (признаков) с высокотехнологичными, хотя и известными, технологиями плазменного травления позволило выполнить критерии «новизна» и «изобретательский уровень».

Таким образом, если для патентования способов получения нанообъектов не удается найти отличительные признаки за счет высоких технологий, можно пытаться это сделать за счет обычных технологий либо благодаря сочетанию высоких и обычных технологий.

3.4. Жидкости с наноразмерными включениями

Особенности патентования таких решений хорошо иллюстрируются примерами кавитационного нанодиспергирования жидких смесей. Они показывают, как запатентовать сложный процесс, реализуемый посредством сложного устройства. В одном из вариантов, чтобы осуществить разделение микрочастиц на наночастицы было предложено использовать эффект кавитации. Он возникает в том случае, если канал 1 (рис. 3.2), по которому проходит высокоскоростной поток жидкости 2, перекрыть задвижкой 3. В результате этого, за задвижкой 3 по ходу движения жидкости 2 образуется разряженная зона 4, которая впоследствии, схлопываясь, формирует высокие ускорения жидкости 5, в результате чего микрочастицы 6 разбиваются на наночастицы 7. Процесс перекрытия канала 1 осуществляется с высокой частотой и поэтому диспергирование идет непрерывно.

^{Рис. 3.2. Процесс кавитационного нанодиспергирования: 1 – канал прохождения жидкости; 2 – поток жидкости; 3 – задвижка; 4 – разряженная зона; 5 – диспергированная жидкость; 6 – микрочастицы; 7 – наночастицы}

^{Рис. 3.3. Кавитационный нанодиспергатор: 1 – ротор; 2 – первые отверстия; 3 – зазор; 4 – вторые отверстия; 5 – статор; 6 – входной патрубок; 7 – внутренняя полость ротора; 8 – приемная камера; 9 – выходной патрубок}

Патентование таких решений обычно не вызывает трудностей, так как для обеспечения формирования кавитационных областей можно придумать большое количество конструкций, отличающихся одна от другой. Это может быть вращающийся барабан (ротор) 1 (рис. 3.3) с первыми отверстиями 2, сопряженными через зазор 3 со вторыми отверстиями 4, расположенными на статоре 5. Жидкость под давлением поступает во входной патрубок 6 и во внутреннюю полость 7 ротора 1. При его вращении отверстия 2 периодически совпадают с отверстиями 4, в это время жидкость из полости 7 поступает в приемную камеру 8. Зазор 3 составляет величину в несколько микрон и поэтому попаданием туда жидкости можно пренебречь. В моменты несовпадения отверстий 2 и 4 в камере 8 в непосредственной близости от отверстий 4 образуются кавитационные области, которые осуществляют нанодиспергирование жидкости. Готовый продукт поступает на выходной патрубок 9.

Такого рода конструкции довольно сложны, в них приходится решать большое количество задач: поддержание зазора 3, создание высокого давления на входном патрубке 6, организацию потоков в приемной камере 8 и т. д. Решение сложных задач приводит к возникновению большого количества отличительных признаков и патентование таких решений не вызывает проблем. Например, в патенте [14] описаны устройство и способ нанодиспергирования с более чем двадцатью отличительными признаками, касающимися в первую очередь конструктивного выполнения нанодиспергатора. Еще одна особенность при патентовании нанодиспергирования заключается в том, что в этом случае не требуется особенно следить за возможностью нарушения единства изобретения, так как почти все отличительные признаки будут работать на единую цель – уменьшение размеров частиц, то есть повышение эффективности процесса диспергирования. В том случае, если планируется получение серии патентов в данной области, то из-за глубокой взаимосвязи процесса и устройства его реализации целесообразно в первичном патенте защищать комплекс, имеющий два независимых пункта формулы изобретения (устройство и способ). Вторичные патенты при этом уже могут иметь один независимый пункт формулы изобретения (чаще всего способ), но с обязательным подробным раскрытием устройства реализации способа. Например, в патенте [15] на способ нанодиспергирования было приведено восемь чертежей устройства без внесения его признаков в независимый пункт формулы изобретения. Это было целесообразно, так как устройство достаточно полно объясняло процесс, но при этом состояло из известных на тот момент узлов, используемых по прямому назначению. Дополнительная простота патентования нанодиспергирования связана со сложностью изготовления нанодиспергаторов, возникающей из-за возможного кавитационного разрушения элементов конструкции. Используя принцип ТРИЗа «обратить вред в пользу», можно разрушающие свойства кавитации направить на удаление отложений на элементах конструкции. Дело в том, что при нанодиспергировании нефти в зазоре 3 и на краях щелей 2 и 4 могут образовываться солевые отложения, при нанодиспергировании молока зазор 3 может забиваться жиром и т. п. Технически добиться, чтобы конструкция не разрушалась, а разрушались только отложения непросто, но с точки зрения защиты интеллектуальной собственности перевод отрицательного эффекта в дополнительный положительный облегчает получение патента. Более того, в этом случае всегда есть возможность не раскрывать ноу-хау, а именно не приводить точного значения энергии диспергирования, позволяющей одновременно получать необходимый размер частиц, не разрушать конструкцию и оказывать воздействия на паразитные отложения.

Литература

1. Feiman R.P. Theres Plenty of Room at the Bottom. An Invitation to Enter a New Field of Physics. – Engineering and Science, 1960, vol. 23, № 5, p. 22–36.

2. Tanigychi N. On the Basic Concept of Nanotechnology // Proc. Int. Conf. Prod. Eng., Part 2, Tokyo, 1974. – p. 18–23.

3. Gleiter, H. Deformation of Polycrystals: Mechanism and microstructures // Proc. of 2^nd RISO Symposium on Metallurgy and Materials Science. – Roskilde, 1981, p. 15–21.

4. Удовицкий В.Г. О терминологии, стандартизации и классификации в области нанотехнологий и наноматериалов. – ФИП, 2008, т. 6, № 3–4, с. 193–201.

5. Заявка RU2007145957. Способ получения водорастворимых форм биологически активных веществ. 12.12.2007.

6. Заявка PCT/RU2009/000191. Состав для придания волокнистым материалам антимикробных и фунгицидных свойств.

7. Заявка W02006091291. Apparatus and process for carbon nanotube growth. 13.01.2006.

8. Патент TW238421B. Conductive material using carbon nanotubes and process for preparing same. 18.07.2002.

9. Заявка JP2005187309. Method and apparatus for manufacturing carbon nanotube. 09.02.2004.

10. Абрамян А.А., Балабанов В.И., Беклемышев В.И., Вартанов РВ., Махонин И.И., Солодовников В.А. Основы прикладной нанотехнологии. – М.: Издательский дом «Магистр-пресс», 2007. – 197 с.

11. Заявка RU2007131065. Устройство роста углеродных нанотрубок методом пиролиза этанола. 15.08.2007.

12. Шека Е.Ф. Химическая теория и расчеты наноуглеродов: фуллерены, нанотрубки, графены. Нанонаука и нанотехнологии. Энциклопедия систем жизнеобеспечения. – М.: Издательство ЮНЕСКО, 2009, с. 415–444.

13. Заявка RU2009142861. Способ получения атомно-тонких монокристаллических пленок. 23.11.2009.

14. Патент RU2340656. Способ получения нанодисперсной водотопливной эмульсии и устройство для его осуществления. 01.06.2006.

Примечания

1

Четвертая часть гражданского кодекса РФ об интеллектуальной собственности.

Конец бесплатного ознакомительного фрагмента.