淺談新型材料在當代產品設計中的創新應用

米雅靜

引言

材料的發展與進步伴隨了整個人類文明歷程，從石器時代到青銅時代，再到冶金業與化工業的不斷成熟，見證了人類技術的發展與生活需求的增長。而今，生物材料、納米材料等越來越多新型材料的出現，必將帶動新一輪的社會進步與產品升級，本文通過列舉幾種新型材料，淺談其在當代產品設計中的創新應用。

一、新型材料的定義及優勢

一般認為，新型材料是指新出現的或正在發展中的，具有傳統材料所不具備的優良性能或特殊用途的材料；或采用了新工藝技術或生產設備，使傳統材料的性能有顯著的提高或發掘其新的用途的材料。廣義上來說，一些滿足高新技術產業發展需要的一些關鍵材料也屬于新型材料的范疇。

根據這個定義，從某種意義上說，我們現在常見的鋼鐵，在青銅或石器時代也是先進的新型材料。因此不必對新型材料有太高深莫測的理解，或是認為新型材料有多么稀有罕見，也許在未來，當前的新型材料就是生活中的必需品。

目前的新型材料以化工業新型材料占絕大部分，例如有機材料，有機硅、有機氟材料等，相比傳統的硅、氟材料，有機材料具有更高的穩定性、耐熱性和耐化學性，其中起步較早的有機硅材料更是已經廣泛應用于各種商品中，如有機玻璃、硫化硅橡膠等。

納米材料作為媒體報道中出現頻率最高的新型材料，將成為第五次推動社會經濟各領域快速發展的主導技術，本世紀的前20年也是納米材料與技術發展的關鍵時期。作為比微米還小一千倍的極小單位，其排列組合的可能性遠遠超過微米級材料，由納米電子代替微米電子，納米加工代替微米加工，納米材料代替微米材料，納米生物技術代替微米尺度的生物技術，已經是未來技術產業發展的必然趨勢。

二、新型材料的應用領域

1.化工業

化工業既是新型材料的生產者，也是新型材料的最大受益者。一些新型材料在生產出來后，便直接應用于化工生產當中，充當支持、阻隔、催化的新材料，繼續推動化工業技術的進一步發展。

2.建筑業

建筑景觀中也有大量運用新型材料的先例，例如北京奧運會著名的場館“水立方”，采用PTFE膜材料，整體外觀就像不規則的泡泡一般。這種材料使水立方擁有良好的絕水性能，并能通過雨水完成自我清潔，PTFE膜上的鍍點又有遮光保溫的作用，整個場館技術性與藝術性十足。

3.醫藥行業

納米材料給醫學帶來了更多希望，納米機器人膠囊、納米手術刀的問世，為疑難雜癥的攻克提供了更多的可能性。生物材料能高效模擬人體硬軟組織、器官和血液等的組成，并具有優異的生物相容性和生物活性或生命活性。新型人造器官、人造血液等成為未來的研究趨勢。

4.國防產業

軍工材料對國防科技、國防力量的強弱和國民經濟的發展具有重要的推動作用，是武器裝備的物質基礎和技術先導，是決定武器裝備性能的重要因素，也是拓展武器裝備新功能和降低武器生產制造費用，協助國家取得和保持軍備競爭優勢的原動力。

三、新型材料與產品設計

目前，已有部分企業將新型材料融入自己的產品設計中。例如利用感溫材料制作的杯子，能根據杯子顏色的變化判斷大致的水溫；荷葉仿生材料的灶具面板，能有效隔絕油污，更好打理。新型材料的運用拓展了產品的功能和性能，是一種新形式的產品創新。

在利用新型材料設計產品，為其添加附加屬性時，也應注意以下幾點：

1.材料與產品的適配性

任何一種材料的使用都有一定的限制范圍，在運用新型材料時，要注意是否在合理的范圍內。例如，有毒性的材料絕對不可用于餐具等產品的設計生產當中；易損耗材料不可用于耐用品的設計當中。當材料的運用與產品本身不兼容時，可能會造成一定的產品風險。

2.新型材料的絕對優勢

部分產品設計者容易陷入一個誤區，覺得利用一種以前沒有的材料制作產品就一定是好的創新。但材料的創新，應該是新型材料具有絕對優勢的前提下，還是以杯子為例，鋼化玻璃制成的杯子要比普通的玻璃杯更堅硬，更耐摔，同時破碎后的碎片不會割傷手，這就是絕對優勢；若更換的材料相比傳統玻璃，其堅硬程度、透明程度等沒有任何的優勢可言，那這樣的新型材料運用無疑是失敗的。

3.新型材料的成本問題

部分新型材料由于生產工藝不同，或對生產技術的要求更高，產生的成本可能要比傳統的材料高。當這個差值在一個合理范圍內時，運用新型材料設計的產品仍然具有很大的優勢，但如果新型材料的生產成本過高，使得企業在產品定價時也不得不提高到一個很高的價格，那這樣的新產品在市場中也不具備競爭優勢。

綜上所述，新型材料的運用是當代產品創新設計的一條新的路徑，也為產品設計帶來更多的選擇，但對設計者的選擇能力也提出了更高的要求。設計者要冷靜分析，選擇最為合適的新型材料運用到自己的產品設計中，提升產品在市場競爭中的地位。