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关于再生产品设计的思考与研究

2020-07-20周玉兰韩旭

美与时代·上 2020年4期
关键词:废物利用设计

周玉兰 韩旭

摘  要:废弃的材料并不是垃圾,只是放错地方的资源。日常生活中冲泡后的咖啡渣和茶叶、红酒的软木塞子等材料,完全可以利用起來,创造再利用产品。让种子在铅笔里再发芽,是树木的再生,也是材料的再生。探究废弃材料的利用和用户心理的统一设计过程,为环保设计提供借鉴意义。

关键词:废物利用;再生产品;设计

一、缘起

产品的新生概念是近几年受到关注的,原因是一名大学生的快递纸箱种植植物的设计引起了人们对于废旧物品利用的思考。他的理念是将种子放置在快递箱内,用户收到快递时将物品取出后,往快递箱上洒水,过几天后箱子内的种子便会生根发芽,以箱子为基底生长。究其根本,他是将快消品利用起来,充当肥料。这引起了许多人对于环境保护措施的思考,也为我们提供了一个非常环保绿色的巧妙设计思路。

二、废物利用思路研究举例

近年来,气态污染物的治理越来越受到人们的重视,其中挥发性有机物(VOCs)逐渐成为污染物的重要组成部分。VOCs不仅危害人类健康、参与大气光化学反应,而且与 PM2.5的形成有密切的联系。其中低浓度或者非持续排放的VOCs不宜直接采用传统的燃烧法等其他降解方法去除,设备的持续运作会导致大量的能源消耗,从而大大降低了污染控制的经济性。而采用吸附法既可直接吸附除去 VOCs,通过解吸、回收利用吸附质实现资源化;又可通过先吸附、富集污染物,再联合其他方法实现降解来降低能耗。吸附法除去 VOCs的关键是吸附剂对吸附质拥有较高的吸附量,最后成功地制备出拥有特殊结构的分子筛和活性炭,并作为吸附剂用于吸附研究。以MCM-41为基体,引入 Beta 分子筛制备出一系列拥有微孔、介孔复合结构的复合分子筛,与纯 MCM-41 吸附剂相比气体吸附量提高约30%。作为吸附剂的活性炭则以咖啡渣和柚子皮为原料、使用磷酸活化制备,其中以咖啡渣为原料制备出的活性炭比商用活性炭拥有更多的超微孔,而以柚子皮为原料制备出的活性炭则拥有独特的介孔结构,其对正丁烷的最大吸附量约为商用活性炭的两倍。

通过对不同吸附剂多种吸附行为的研究,为吸附法除去VOCs提供了一定的理论和应用依据。在对吸附温度的影响研究中,观察到乙烯在酸性分子筛上的吸附并不随温度的增加而简单的吸附量下降。创新性地将分子筛骨架元素部分溶解、分子筛表面碳化和过渡金属离子交换应用于气体吸附剂的表面改性过程中,并起到预期的改性效果。成功的在 MCM-41分子筛基体中引入Beta分子筛,并将其作为吸附剂应用于对乙烯和正丁烷的吸附研究中。利用咖啡渣和柚子皮作为制备活性炭的生物基质原料,并成功制备出拥有良好吸附性能的吸附剂,变废为宝。

三、回到自我的实验思考

我开始思考,生活中有哪些快消品和放错地方的资源?我可以怎么利用起来呢……这个问题困扰了我两年之久,终于有一天,我在削笔画草图的时候想到了,我手中的铅笔不就是快消品吗?思绪回到童年,那个上学只能用铅笔的年代,那个手指艰难地握着最后三厘米铅笔头在写字本上写字的孩子。但是铅笔永远用不到最后一厘米,但是对于一些人群来说,铅笔就是必须品,并且是每天都会使用的消耗品。所以说,铅笔就是我一直在寻找的生活快消品,经过思考和头脑风暴,于是就有了下面的想法(如图1)。

经过数据的调研,我发现我国铅笔的使用量惊人。其实铅笔的使用人群主要是小学生、工程工业设计工作者和美术家等。在我们日常的生活中,我们可以看到有些商场也会使用铅笔作为写字用具,比如遍布全世界的宜家商场,宜家2007年在英国分店的铅笔消耗量就达1231.7184万支。假设每支铅笔可以用到最后1cm,那么12317184 cm将是一个什么概念?相当于156个800米田径场的周长和。如果按一棵树能制造3000支铅笔的木材部分,那么1231.7万支铅笔就至少是4100棵这样的树。这些只是宜家在英国分店一年的铅笔消耗量,可想而知,全世界真正消耗铅笔的数量远超这个数,每年丢弃的铅笔头又去了哪里?或许随着垃圾回收,进行粉碎后又重新回到泥土里降解了……这些我们都没有去关注过。

还有数据调研表明(如图2),我国2016年的铅笔生产量高达210.90亿支,相比2012年增长了66.12亿支,连续五年增长,平均增速为9.86%。如果按照2016年铅笔产量210.9亿支来算的话,铅笔行业全年需要木材75-80万立方。

惊人的数据撼动着我们的心,原来我们消耗了这么多树木。如果将这些木材充分利用起来,将会是一笔非常巨大的资源再生。鉴于我是产品设计的学生,我想如何才能利用这些材料实现环保的同时,还能关怀人们的心情?在一次给植物浇水的过程中,我有了初步的想法。为什么不让铅笔再次从泥土里长出来呢?

于是进行了网络调研和访谈调研,通过与花鸟市场的人员沟通,确认了有许多的种子都符合我的设想,种子的生命力很顽强,并且可以在软木的条件下生长出来,这说明我的设想是很有可行性的。

但是对于宏观的设想并不足以证明,于是我查找了目前铅笔的元素构成,发现现有铅笔的元素主要有石墨和粘土,这些元素并不会对种子萌发造成影响。

不过我们不能局限于这些现有的材料,要利用好生活中的丢弃材料,比如软木塞、咖啡渣等。由于考虑到纸张的来源依旧是树木,并且我的初心是利用好红酒瓶丢弃的软木塞子材料,最终的方案还是把材料定位软木。因为我们日常生活中的软木塞子默默守护一瓶醇香的红酒的使命在它们被拔出的那一刻就结束了,我想让它们发挥余热,可以让种子在它的守护下再次生长出来。

(一)软木的来源

软木主要是由一种薄壁细胞排列构成的,细胞内部中空,充满了气体,加上密度比水低,所以质地相当轻软。细胞壁中有软木脂成分,使之具有较好的防水性。它们还具有绝佳的隔热性,经常能使得栓皮栎在林火中幸存下来。生活中经常见到的软木制品,恐怕就是葡萄酒塞了。实际上,软木酒塞只占软木制品的15%,但收入却能占60%以上。由天然软木制成的软木酒塞,是高档葡萄酒的必备。它们具有优秀的弹力、防水性和微透氧性,使用寿命能长达好几十年,是陈年葡萄酒的首选。软木塞既能密封瓶口,还能使得一部分空气慢慢透入酒瓶中,与酒液发生“微氧作用”,一定程度上能降低单宁的涩味,从而增加酒的风味。

小小的软木塞的前生,是一种叫欧洲栓皮栎的大树,学名是Quercus Suber,為山毛榉科栎属下面的一种乔木,一般可长到15~20米,树冠繁茂,枝干粗犷,是葡萄牙的国树,也是一种影响全人类的重要经济林木。因为常被用于制作软木塞,所以又被称为“软木塞橡树”。栓皮栎的生长较为缓慢,从树苗到长成能剥皮的大树,得等上二十年左右;这时初采的软木,被称为“desbóia”,由于质地不匀而且坚硬,达不到软木酒塞的标准。一棵栓皮栎的寿命大概有150年,大概可以采剥15次树皮。目前葡萄牙在软木的种植、采剥和生产加工方面,排名世界第一。第二次采剥,需要再等八九年,此时木栓硬度降低,但仍不适合制作高档软木塞——不过初采和重采的软木,都能加工制作其他产品。只有再等个八九年左右,才能出产质地均匀且轻柔的“amadia”级别、适合制作酒塞的软木。从这以后,每隔九年左右,都能再采剥一次。

(二)付诸实践

经过以上的思考,我将想法付诸实践,买来软木塞子和种子材料,置于土中培植,迫于项目时间的紧迫,尽管时值冬天,经过用心的培植,种子终于发芽了,但是由于天气的寒冷,并没有茁壮成长就牺牲了,但是已经足以证明种子在软木中发芽不是问题了(如图3、图4)。

对于与铅笔结合的初步想法并不是很成熟,只是单纯地把软木通过金属圆环与现有的铅笔连接,考虑到会占用原先橡皮的位置,并且也会占用金属资源,于是干脆将软木材料扩展到铅笔整体。

图5是我的最终想法,将整个铅笔的材料都改成软木,省去连接的程序,在制作铅笔的时候直接在软木内部挖出空间存放种子和铅笔芯,再将软木合二为一,一支带有种子的软木铅笔制作完成。当铅笔芯消耗完时,只需将铅笔头插入泥土中,定时浇水,水能通过软木到达种子休眠的空间,软木也可以作为肥料给种子提供营养。

由于软木的防水性,我们在回收塞子之后应该将塞子粉碎,然后填入部分亲水材料混合,比如小颗粒泥土,或者在制作铅笔时直接降低铅笔头软木的密度,让种子可以呼吸,播种时可以吸收到水。这个部分我将在实验中把软木塞子四周轧几个小孔,进行降低密度的模拟,有利于种子的萌发。

四、结语

用心培育就会生长出一株可爱的幼苗。正如付出就会有回报一样。这样的铅笔制作在充分利用废弃材料的同时,还能给用户带来不一样的心灵感受,期待种子发芽的过程其实也是一种享受,这正是我想通过产品给用户的惊喜。

参考文献:

[1]李桂玲,王琦,王金水,贾峰.重金属对植物种子萌发胁迫及缓解的机制[J].生物科技通报,2019(6):147-155.

[2]周峰,王海鸥,华春,吴雨龙,汪振烔.植物种子萌发的生物力学[J].生物科技报,2019(3):50-52、56.

[3]陆文佳.从一粒种子开始——多肉十二卷的养成之路[J].花卉,2018(5):37-39.

[4]马晓东.多孔材料对烷烃和烯烃类挥发性有机物的吸附去除研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2013.

作者简介:周玉兰,江苏大学工业设计专业。

韩旭,中国工商银行苏州分行客服经理。

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