产品设计中的材料创新与运用

钱欣妍

摘要：在提倡设计应“以人为本”的今天，人们尤为关注如何提升用户体验，不同于以往基于功能和外观的考量，设计师开始思考如何有效地在产品设计中融入更多的感官因素。综合形态、触感、色彩、肌理、光影、感觉特性等方面考虑如何利用材料，使产品与人之间形成很好的交流，会是未来产品设计中的越来越重要的一环。本文提出了未来材料的发展趋势，探讨产品设计中触觉传达与交互的设计方法，以及一些材料创新的设计方法。

关键词：材料设计 生物科技 材料与社会 材料的创新运用

一、产品设计中的材料

设计为人服务，在大力提倡设计应“以人为本”的今天，人们尤为关注如何提升用户体验，设计师开始思考如何有效地在产品设计中融入更多的感官因素，旧有的产品设计除了基本的功能性，在创意上多是以视觉观感为中心，而今后的产品设计发展方向必须重视来自触觉、听觉、温度等其他感官与产品之间的相互作用。而这种交互的来源便是材料，它就如同产品的皮肤，是产品与人之间的界面，同时体现了产品要传达的信息，通过材料表面不同程度的软硬、粗细、冷暖、凹凸、干湿等刺激性信息作用于人的触觉和视觉系统，从而带来不一样的用户体验。

按材料的来源划分，可大致分为五类：高分子材料（塑料、硅胶、橡胶等）、金属材料（铜、铁、铝、不锈钢等）、无机非金属材料（玻璃、水泥、陶瓷）、天然材料（木、棉麻、漆、乳胶等）、前沿材料（记忆合金、气凝胶、磁流体、碳纤维复合材料等随环境条件的变化具有应变能力的材料）。

每类材料都有自己的性格，有特定情绪的表达，某些材料也会有多重性格，如混凝土。它不仅是产品的物质载体，而且还是设计理念和设计情感有效表达的载体。这种材料对人情绪、情感的干扰称为材料的感觉特性。人借由各种感官获得对材料的全面感受，进而上升为对产品的体验。

综合形态、触感、色彩、肌理、光影、感觉特性等方面考虑如何利用材料，使产品与人之间形成很好的交流，会是未来产品设计中的越来越重要的一环。

二、如今的材料趋势

如今产品设计的材料趋势是什么？

伦敦艺术学院刚刚宣布成立第八所学院——Social Design Institute（社会设计学院），专注社会议题和可持续发展方向。荷兰埃因霍温设计学院、英国圣马丁艺术学院、皇家艺术学院等众多一线设计学院，最近几年也陆续开设与“可持续”“新材料”“生物设计”等课题相关的跨界学科。我们可以明显感受到，越来越多的材料从自然中获得灵感，生物科技成为材料的一个重要组成部分。

近年来，在全球的设计师以及科研工作者的不懈努力下，涌现出了数量可观的生物材料，比如利用植物的分泌物提炼出来的天然橡胶制作塑料，也有用淀粉或纤维素（如甲壳素）等天然高分子衍生而来的塑料，此类塑料多用于包装和制作薄膜。一些生物材料的生产流程已经发展得比较成熟。

这里面，以设计师为主导探索的研发项目日益增多。典型材料如具有极大潜力的红茶菌纤维材料，它是一种可持续的、可降解的塑料替代物，它具有皮革的强度、弹性和结构。要得到一个红茶菌材料制成的薯片包装袋，只需要少量的水，一些土豆皮来培养、干燥、并打印上文字即可。这种材料形态性能多变，只需稍微调整配方便可获得无数的可能性，极具开发潜力。这里不得不提到生物塑料领域近年来出镜率特别高的海藻，生长过程能够吸碳、排氧，使得这种材料不仅能做到“零排放”，而且是“负排放”，目前各界已经开发出一系列产品，如食品袋、茶包、“可以吃的水”，甚至可以用于3D打印。

通过这些生物材料的设计初衷，我们也能感悟到，一个设计的材料选择绝不仅仅改变产品的外观，而是超出产品跟人生理与情感上的交互，往更深層次去研究，材料设计的价值在于让社会变得更好。

三、材料设计与社会

让社会变得更好这样说似乎太宽泛了，举个更典型的例子，2017年的未来食物设计奖颁给了一位墨西哥设计师Fernando Laposse所做的项目“Totomoxtle”。他组织墨西哥的农民将本地废弃的玉米叶制作成漂亮的镶嵌饰品。9000年前，玉米就在墨西哥种植，现在这个国家有超过60个不同的玉米品种，每一种都有其独特的风味、颜色和质地。因此，玉米外壳是丰富而鲜艳的天然有色材料，将其压平，用手或激光切割，进行镶嵌，可用于室内和家具的各种产品表面。

“‘Totomoxtle的灵感来自于我的国家和它的玉米的关系。”设计师发现转基因玉米的引入和超市蔬菜标准化对农民的生活产生威胁，“这个项目关注的是那些在全球化的世界里挣扎着用传统方法耕作的人们，不仅发展了作物多样性，利用本来会被浪费掉的材料，而且基于这种创新工艺，生产一种廉价的农副产品来增加当地就业机会，为农民创造更多的收入。除此之外，设计师还希望借此引发人们对于新时代中传统农作物收割方式的反思。

第二个例子来自鹿特丹果皮公司。

全球资源日益匮乏，每年我们会扔掉13亿吨食物，大约是整个生产总量的三分之一。除了食物浪费的问题外，动物皮革的生产也是一个生态问题，贫穷和欠发达地区的影响更大。每年都有超过十亿只动物被宰杀，隐藏的清洁过程产生世界约6亿5000万公斤的二氧化碳。在此背景下，鹿特丹果皮公司正在开发一种新的环保工艺，将剩下的水果转化成耐用的类似皮革的材料，即水果皮革，可以涂布或嵌入印刷品，用于制作鞋、手袋和其他产品。

不仅是一些独立的先进设计师在做这件事，大型的企业比如BMW公司也用了相似的思路，研发团队敏锐地意识到他在资源和环境保护方面的责任，将生态、经济和社会统筹考虑，汽车工业与农业合作，将剩余粮食转化为其他产品，牢固树立可持续理念作为导向原则。

当然，任何事物都有两面性，有些天然材料是回收降解环保，但制造原材料的过程并不环保，处理作物和制造部件时需要额外能量，这也是值得注意的一个地方。解决方法需要制造产业升级，这就不属于产品设计师的领域了。但设计师需要知道这些知识，因为设计对社会是有责任的，不仅是审美引导、文化输出方面的责任，资源和环境保护方面的责任也需要设计师权衡。

通过这样的材料设计，我们能够给那些被视为无用的东西赋予新的生命，以及深刻意识到不仅材料研发很重要，具有思维广度与深度的材料设计也可以带给社会巨大价值。

四、现有材料的创新运用

这是其一，另一个材料创新的途径是已有材料的创新运用。

声名远扬的麻省理工媒体实验室（MIT Media Lab）是国际上最重要的跨学科研究学术阵地之一，致力于技术、多媒体、科学、艺术和设计的融合。科学家和设计师在这里达到了完美协作，每年都会有很多种最新材料在像这样的实验室里诞生，这样看来，高技材料好像掌握了话语权，但是仅仅利用最新的材料并不能让产品更加“创新”。我们也能看到在各大论坛上，已经有很多声音提出：“市面上已经有太多的新型材料，我们缺的是创意的使用方法。”相比研发一种新材料，设计师更擅于做的是现有材料创新运用，把身边随处可见的材料变得新鲜起来。

同样，举几个让人耳目一新的创新使用材料的案例。日本东洋Aluminium公司与SPREAD的联合作品CHROMASHINE，把用于汽车涂装等用途的铝粉末素材运用到包装纸、折纸上。素材本身是无色的，利用光的反射使产品的颜色变得非常的多变而美丽。

这种材料创新运用在建筑界更常见到，产品设计师也可以跨界学习借鉴方法。位于基加利（Kigali，卢旺达首都）的一所小学，便是设计师、当地的艺术家和工匠用他们材料方面的知识一起参与了这一项目。利用当地的纸莎草和砖，而没有采用外地运输来的材料，减少了运输花费的同時促进了当地经济。中国美院象山校区的建筑也同样使用了当地材料，自古以来南方建筑中常见的砖、瓦、泥、木等材料在这个地域文化十足的设计中，既保留了传统的气质又幻化出强烈的时代感。

所以对材料的创新，不仅仅局限于新技术下的材料研发，而更重要的是，无论材料本身是新或旧，只要在新的日常与新的环境中，能建立新的关系，我们都可视为材料创新。我们可以总结出一些材料设计创新的方式：前沿科技研发新材料，废弃材料再利用，现有材料的创新运用，传统手工艺的升级或创新等。

我们已经开启了由视觉传达转为触觉传达的设计新纪元，探讨产品设计中触觉传达与交互的设计方法将是我们面临的新挑战。而产品设计师在选择材料时，除了基于产品功能和造型考虑，还应该从社会角度出发，这样会创造出更动人的作品。设计师与科学家的跨界合作所带来的奇妙化学反应，使随处可见平平无奇的材料重新焕发出新的美学，设计与自然和社会人文的对话，这一切都让材料设计具有别样的魅力。