喻斐
(景德鎮學院,江西景德鎮 333000)
納米陶瓷材料指的是具有納米級尺寸(1-100nm)的陶瓷材料,納米陶瓷技術主要指的是納米陶瓷材料的制備、成型與燒成技術,無疑是一種前沿技術,它的迅猛發展將引起一場陶瓷產業的技術革命。一方面,人們為納米陶瓷產品優越的性能而驚嘆,如燒結溫度低、結構高度致密、硬度高、可塑性強、強度高、韌性高、耐高溫、抗腐蝕能力強、具有磁電性能等。另一方面,卻對納米陶瓷技術的安全性、環保性以及其他未知的問題感到憂慮。因此,納米陶瓷技術的發展實際上處在一種較為謹慎的狀態,這是由納米陶瓷技術本身所存在的矛盾性所決定的。而當人們普遍意識到納米陶瓷技術矛盾性問題時,基于技術矛盾性的納米陶瓷產品再設計也就變得不可避免。納米陶瓷產品設計者應當以更為審慎的態度,遵循必要的原則,采取切實有效的策略來推動與促進納米陶瓷產品再設計的發展。
納米陶瓷材料指的是具有納米級尺寸(1-100nm)的陶瓷材料。納米陶瓷材料從范疇上來說大致包括兩大類型,一是結構性納米陶瓷材料,二是功能性納米陶瓷材料。結構性納米陶瓷材料是通過在傳統陶瓷材料粉末中添加納米顆粒,或將傳統陶瓷材料顆粒納米化,通過燒成時改變材料的顯微結構而達到提升陶瓷力學性能的目的,包括可塑性、強度、硬度、韌性等等;功能性納米陶瓷材料則是在傳統陶瓷材料中添加具有特殊功能的納米顆粒或制備具有特殊功能的納米陶瓷材料顆粒,從而使陶瓷材料具備特殊的功能,涉及到電、磁、光、生物活性、環境敏感等等,同時也需要兼顧一定的力學性能。
納米陶瓷材料具有傳統陶瓷材料所無法達到的極細小的微粒,并由此而在結構性、功能性等各方面展現出許多非常優越的特性。大致來說,納米陶瓷材料的優越性主要表現在:由于具有極小的粒徑和較強的化學活性,其燒結溫度遠低于傳統陶瓷材料,從而達到節約能源的目的;納米陶瓷材料燒結以后,結構高度致密,硬度、塑性、強度、韌性等材質性能極大提高,耐高溫、抗腐蝕能力亦極大增強;通過控制納米材料的成分和結構,能夠實現結構和性能的定向設計;具有獨特的磁電性能等。
納米陶瓷制備技術主要包括三個方面的技術:即納米陶瓷粉體制備技術、成型技術、燒成技術。納米陶瓷粉體制備技術是納米陶瓷的關鍵技術。隨著世界各國納米陶瓷技術的不斷發展,已經出現了多種制作納米陶瓷粉體的技術方法,主要包括氣相法、液相法、高能球磨法。目前,納米陶瓷粉彩制備方法已經達到成熟并實現了規模化生產。納米陶瓷的成型技術也已經達到成熟與多樣,主要包括冷等靜壓成型法、超高壓成型法、橡膠等靜壓成型法、原位成型法、離心注漿成型法、凝膠直接成型法、凝膠澆注成型法、滲透固化法等。納米陶瓷的燒成技術也不同于常規方法,主要包括無壓燒成法、兩步燒結法、熱壓燒結法、燒結鍛壓法、超高壓燒結法、高溫等靜壓燒結法、放電等離子燒結法、預熱粉體爆炸燒結法、熱相液壓燒結法等。納米陶瓷技術日新月異,未來還將會有更為先進、多樣的技術涌現。
由于納米陶瓷材料具有卓越的性能,因而納米陶瓷技術在建筑、醫療、軍事、生活等各類產品中得到了非常廣泛的應用。大致地來說,納米陶瓷技術主要應用于以下產品領域當中:由于納米陶瓷材料優越的力學性能、自清潔、防霧性能等,在建筑陶瓷領域應用廣泛;在功能性衛生陶瓷中應用也非常廣泛,如具有保潔、抗菌功能,具有熒光、變色功能等;利用其硬度高的特點,可應用于防護陶瓷產品的制作;利用其耐高溫的特點,可應用于耐高溫陶瓷產品當中;利用其強度、韌性、硬度高以及生物相融性,可廣泛應用于人工器官陶瓷產品當中,在醫學領域中發揮巨大作用;利用其光電性能制作納米壓電陶瓷,廣泛應用于電子陶瓷產品當中;還可用于生活用具當中,如廚房刀具等。
納米陶瓷技術的出現的確為陶瓷產業的發展帶來了巨大的想象空間,人們也在利用納米陶瓷材料的特殊性創造出與常規陶瓷產品大不一樣的納米陶瓷產品,由此來克服常規陶瓷在性能上存在的各種問題與不足。但是,凡事都有雙面性,納米陶瓷技術可以說是一把雙刃劍,它應用于產品當中時,無疑能夠利用其優越性能而發揮無限潛力,但由此也可能帶來一些矛盾。
由于納米陶瓷材料的優越和獨特性能,納米陶瓷技術從理論上來說,它可以應用于幾乎任何產業領域,包括建筑、醫療、軍事、生活等等,具有無限的應用可能性,也就是說,其技術應用非常廣泛與普遍。但是,也正是納米陶瓷技術的廣泛性,使之極可能存在濫用性。這是因為,經過數十年的發展,納米陶瓷技術仍屬于非常前衛的技術領域,是陶瓷新技術中炙手可熱的類型,所推出的各類納米陶瓷產品往往能夠迅速引起廣泛的關注,并在市場中獲得良好表現。因此,在市場高利潤的誘惑下,納米陶瓷新產品可能在安全性、環保性等方面均未得到充分檢驗與認證的情況下即投入市場,從而給消費者,甚至給整個行業都帶來不可預料的潛在危害。而作為一種新興的陶瓷技術,納米陶瓷技術尚缺乏必要的標準與監管,使納米陶瓷技術被濫用的可能性增大。
納米陶瓷材料直接改變了傳統陶瓷材料的原子與分子結構,并以此來創造新的具有獨特而奇異性能的產品,無疑是打開了陶瓷產品創造的一個新世界。對于大多數人而言,包括許多陶瓷業界人士在內,對納米陶瓷技術并沒有真正深入的了解,但卻為納米陶瓷產品性能的獨特性而深深吸引,而潛心于納米陶瓷技術的研究者則在致力于利用納米陶瓷材料的獨特性來創造各類具有新奇性能的納米陶瓷產品。但是,納米陶瓷材料的許多獨特性能并非人力所能完全控制的,這樣就出現了技術可控性的矛盾。納米陶瓷材料在各種環境中,包括水中或大氣中,會隨著環境條件的變化而自行發生變化,甚至有可能變成有害物質,而這些均非人力所能控制,一旦技術失控即有可能產生災難性的后果,特別是在軍事、醫療、磁電等領域中。
從陶瓷材料誕生直至現在,陶瓷材料方面在本質上變化并不大,主要采用的是常規的陶瓷粘土,而納米陶瓷材料的問世,則徹底改變了材料性能,從材料制備、成型至燒成,都與傳統陶瓷技術大不相同,在技術上可以說是對傳統陶瓷技術的顛覆,甚至可以說足以引起一場陶瓷領域的技術革命。也正由于納米陶瓷技術是顛覆性的,一旦得到全面應用,則對傳統陶瓷技術形成巨大沖擊,從而帶來陶瓷技術顛覆與繼承的內在沖突與矛盾。采用傳統的黏土陶瓷材料創造陶瓷產品已經經歷了上萬年的漫長歷史,并由此而形成了傳統陶瓷工藝技術觀念、文化思想與價值觀,具有很強的歷史繼承性,也正因為如此,當納米陶瓷技術完全顛覆傳統陶瓷技術體系時,附加其上的思想觀念也可能被顛覆,甚至還可能造成傳統陶瓷技術領域結構性失業潮。
基于納米陶瓷技術的三個主要矛盾性,納米陶瓷產品設計面臨著亟待解決的新問題。概而言之,基于技術的廣泛性與濫用性的矛盾,納米陶瓷產品設計需要進行新的平衡與規范,一方面積極將納米陶瓷產品推廣應用,而另一方面則要采取更加謹慎的態度,在產品設計中保持社會責任感,規范技術的應用,以避免造成嚴重后果;基于性能的特異性與技術的可控性矛盾,納米陶瓷產品設計需要加強可控性與節制性,在滿足市場需求的同時還需要關照人性、道德、價值觀等人文需求;基于技術的顛覆性和繼承性的矛盾,納米陶瓷產品設計則需要建立起與傳統陶瓷產品設計的血脈聯系,避免對陶瓷產品設計體系造成顛覆性破壞與斷層。總之,納米陶瓷技術的矛盾性,使納米陶瓷技術實質上處于一種新的環境當中,納米陶瓷產品設計必須關注技術的矛盾性,重新調整設計原則與策略。因此,納米陶瓷技術的矛盾性為納米陶瓷產品設計提出了新的任務與使命,其實質是提出了納米陶瓷產品再設計的要求。
納米陶瓷技術的矛盾性是客觀存在的事實,如果回避這些矛盾,有可能使納米陶瓷產品設計失去必要的控制與約束,出現濫用、不可控、盲目追新逐異、割裂傳統等許多問題,如果不基于這些技術矛盾性問題進行納米陶瓷產品的再設計,將有可能使這些問題由并不顯著而表現得日益突出,最終傷害到整個納米陶瓷產業的發展。因此,基于技術矛盾性對納米陶瓷產品進行再設計,積極解決所存在的各種問題,將有利于納米陶瓷產業的可持續、健康發展。
基于技術矛盾性的納米陶瓷產品再設計,既有助于解決納米陶瓷技術應用中的現有問題,也有助于發現納米陶瓷技術中的潛在問題與障礙,進而使研究者關注這些問題與障礙,并通過科學實驗與分析探索解決的方法,從而達到提升與發展納米陶瓷技術的目的,甚至有可能推動納米陶瓷技術的升級換代。
基于技術矛盾性的納米陶瓷產品再設計,將涉及到不同的領域,包括建筑、醫學、電子、軍事等等。由于再設計的納米陶瓷產品在較大程度上關注了技術的矛盾性問題,將為納米陶瓷產品的設計制作提供新的范例與標準,使業界及公眾進一步認知納米陶瓷產品再設計的意義與作用,有利于納米陶瓷產品在規范化、合理化的氛圍中尋求新的發展。
就目前而言,無論是從技術方面,還是從社會方面,納米陶瓷產品再設計還沒有建立起科學體系,還處于理論探索階段,而這恰恰為納米陶瓷產品的再設計預留了巨大的發展空間。當納米陶瓷技術的掌握者在進行納米陶瓷產品再設計時,既需要在產品中彰顯納米陶瓷技術的先進性,而同時也需要規避其中的技術矛盾性,因此,需要遵循一定的原則,才能為納米陶瓷再設計尋求到切入路徑與視角。
納米陶瓷產品設計者首先需要做到的是端正自身位置,不應將自身產品凌駕于其他陶瓷產品之上,這不僅是對傳統陶瓷產品設計的不尊重,也是對個體與共同體消費者的不尊重,而這種不尊重勢必導致傳統陶瓷從業者及消費者的集體反感,從而阻礙納米陶瓷產品再設計的發展。因此,尊重性原則是納米陶瓷產品再設計的基本原則,只有做到尊重,包括對傳統陶瓷產業及消費者的尊重,才能使納米陶瓷技術廣泛地應用于更多的領域,并以滿足消費者需要為目的而杜絕濫用;才能使納米陶瓷產品性能的特異性不是作為一種炫耀的資本,而是真正實用性的人性化設計;才能使納米陶瓷產品在發展中不脫離陶瓷產業的母體而成為無本之木。
納米陶瓷技術具有極強的滲透性,這就決定了任何領域中都有可能進行相關納米陶瓷產品的生產,使納米陶瓷技術成為一種多學科綜合的技術類型。因而,納米陶瓷產品的再設計離不開多學科知識的交互綜合。同時,與消費者之間也存在著交互性關系,因此,交互性原則亦是納米陶瓷產品再設計的重要原則之一,只有做到交互性,才能在再設計中將技術盡可能地推廣到新的領域當中為社會造福。同時也能夠及時地獲得社會反饋,避免技術潛在的危害性;才能在再設計中利用專業知識將技術控制在可控的范圍之內,并驗證特異性能是否切合實際需要;才能在再設計中保持與傳統陶瓷技術領域的聯系,避免脫離傳統、脫離大眾,傾向于友好型、人性化設計。
納米陶瓷技術毫無疑問是一種非常先進的陶瓷技術,也正因為如此,納米陶瓷產品有可能帶來巨大的經濟收益,而在利益的驅動下,納米陶瓷產品的設計有可能為追逐利益而拋棄了社會責任感與使命感,從而有可能帶來危害性,因此,納米陶瓷產品再設計還需要遵循責任性原則。只有遵循責任性原則,更多地考慮與關注是否滿足人民需求、有利于社會發展,才能將其限定在一定的社會法律、倫理道德、價值理念的規范之內;才能以維護陶瓷產業整體的和諧共榮為己任。
納米陶瓷技術雖已經過數十年發展,但在公眾面前仍保持著一種強烈的神秘色彩,而納米陶瓷產品再設計的首要策略即是要將納米陶瓷產品請下神壇,使之成為貼近公眾、貼近社會生活的實用性產品。因此,納米陶瓷產品再設計應當從社會公眾與生活的總體上進行規劃,構建強有力的監控體系以及行業自律機制,并與社會公眾加強交流、共同行動,制定切實有效的發展策略。
政府有關部門應當充分發揮職能,在各方面加強對納米陶瓷技術的監管與引導,并將納米陶瓷產品再設計納入到相關的發展規劃當中。具體來說,可以在以下幾方面實施規劃與引導:一是將納米陶瓷產品再設計納入到陶瓷產業重點規劃方案當中,在政策、資金、技術等各方面予以優先支持,如有關部門可以在剛啟動不久的景德鎮國家陶瓷文化傳承創新試驗區建設中進行納米陶瓷產業園區的建設工作;二是對納米陶瓷技術進行嚴格監控與管理,為納米陶瓷產品再設計提供公平性、環保性、安全性等方面保障,如有關工商、質檢部門應當對市場中的納米陶瓷產品,特別是與人民生活密切相關的產品進行監管,對其環保性、安全性等各方面進行檢查;三是對納米陶瓷產品再設計相關的研究項目予以支持,如在國家級、省市級科研項目中開展相關的科研理論研究活動,從而促使納米陶瓷產品再設計能夠得到充分而正確的理論引導。
迄今,納米陶瓷產品還并不成熟,尚未進入大規模生產時代,但很多陶瓷企業,特別是很多中小型企業,卻紛紛打著納米的旗號進行無節制的生產活動,因此,應當針對納米陶瓷技術制定相應的規范與標準,包括納米陶瓷材料的特性和制備方法,納米陶瓷產品的制作流程、方法、功能等,從材料、生產過程到終端產品,都必須符合于標準,而不符合標準的產品則不準許使用納米陶瓷作為產品名稱。在規范標準中,不僅包括對納米陶瓷技術的硬性管控,建立起良好的生產秩序,防止其被濫用以致危害社會,也需要對包括納米陶瓷產品再設計這類軟性內容,制定相應的規章制度來促進納米陶瓷產品再設計的發展。
由于納米陶瓷技術所涉及的領域非常廣泛,彼此之間的發展處于各自為政的狀態,缺少聯系與交流,也不利于控制與監管。從目前的情況來看,還沒有獨立的專業化的納米陶瓷行業協會,因此,建立獨立的納米陶瓷行業協會是非常重要的。獨立的納米陶瓷協會的建立對于納米陶瓷產品再設計的發展也將有著積極的推動作用,主要體現在:一是有利于各領域的納米陶瓷產品再設計的經驗、觀點的交流,如在納米陶瓷協會下設建筑、醫療、軍事、生活納米陶瓷分會,分會之間定期、不定期舉辦一些會議,共同探索與解決存在的問題;二是在整體上評估納米陶瓷產品再設計的發展水平;三是充當納米陶瓷產品再設計領域與政府有關監管部門互動的橋梁與平臺;四是促進納米陶瓷產品再設計與社會公眾的互動對話。
納米陶瓷技術不應當是納米陶瓷領域獨享,而應當通過各種途徑讓社會公眾更加了解納米陶瓷技術,不僅需要了解其優越性能,更需要了解其技術矛盾性而可能引發的問題。因此,社會各界不應對納米陶瓷產品的發展狀況采取漠視的態度,而應當予以切實的關注,充分認知其存在的問題,這將有利于公眾對納米陶瓷產品的再設計予以廣泛支持,同時,也對再設計的發展方向產生一定的制約作用。如社會媒體可以通過通俗化的節目方式進行納米陶瓷技術與產品的科普性宣傳,使社會公眾加強認知,改變盲目推崇或排斥的態度。
納米陶瓷技術的發展固然令人振奮,但是它與其他前沿技術一樣,有可能對社會造成一定的危害性。納米陶瓷技術具有極強的滲透性,能夠滲透到各種領域當中,其具有很強的不可控性,一旦濫用則后果難以預料。因此,在納米陶瓷技術的發展中,必須持續不斷地對其所存在的矛盾性保持必要的關注與警惕,使之在造福人類的同時,盡可能地減少負面作用。基于技術矛盾性的納米陶瓷產品的再設計既是一種防患于未然,更是一種社會責任,相信在未來的發展中,更多的有識之士會關注到納米陶瓷技術的矛盾性,并基于矛盾性而開展產品再設計活動,從而使納米陶瓷產業持續健康地向前發展。