產品設計中的材料創新與運用

錢欣妍

摘要：在提倡設計應“以人為本”的今天，人們尤為關注如何提升用戶體驗，不同于以往基于功能和外觀的考量，設計師開始思考如何有效地在產品設計中融入更多的感官因素。綜合形態、觸感、色彩、肌理、光影、感覺特性等方面考慮如何利用材料，使產品與人之間形成很好的交流，會是未來產品設計中的越來越重要的一環。本文提出了未來材料的發展趨勢，探討產品設計中觸覺傳達與交互的設計方法，以及一些材料創新的設計方法。

關鍵詞：材料設計 生物科技 材料與社會 材料的創新運用

一、產品設計中的材料

設計為人服務，在大力提倡設計應“以人為本”的今天，人們尤為關注如何提升用戶體驗，設計師開始思考如何有效地在產品設計中融入更多的感官因素，舊有的產品設計除了基本的功能性，在創意上多是以視覺觀感為中心，而今后的產品設計發展方向必須重視來自觸覺、聽覺、溫度等其他感官與產品之間的相互作用。而這種交互的來源便是材料，它就如同產品的皮膚，是產品與人之間的界面，同時體現了產品要傳達的信息，通過材料表面不同程度的軟硬、粗細、冷暖、凹凸、干濕等刺激性信息作用于人的觸覺和視覺系統，從而帶來不一樣的用戶體驗。

按材料的來源劃分，可大致分為五類：高分子材料（塑料、硅膠、橡膠等）、金屬材料（銅、鐵、鋁、不銹鋼等）、無機非金屬材料（玻璃、水泥、陶瓷）、天然材料（木、棉麻、漆、乳膠等）、前沿材料（記憶合金、氣凝膠、磁流體、碳纖維復合材料等隨環境條件的變化具有應變能力的材料）。

每類材料都有自己的性格，有特定情緒的表達，某些材料也會有多重性格，如混凝土。它不僅是產品的物質載體，而且還是設計理念和設計情感有效表達的載體。這種材料對人情緒、情感的干擾稱為材料的感覺特性。人借由各種感官獲得對材料的全面感受，進而上升為對產品的體驗。

綜合形態、觸感、色彩、肌理、光影、感覺特性等方面考慮如何利用材料，使產品與人之間形成很好的交流，會是未來產品設計中的越來越重要的一環。

二、如今的材料趨勢

如今產品設計的材料趨勢是什么？

倫敦藝術學院剛剛宣布成立第八所學院——Social Design Institute（社會設計學院），專注社會議題和可持續發展方向。荷蘭埃因霍溫設計學院、英國圣馬丁藝術學院、皇家藝術學院等眾多一線設計學院，最近幾年也陸續開設與“可持續”“新材料”“生物設計”等課題相關的跨界學科。我們可以明顯感受到，越來越多的材料從自然中獲得靈感，生物科技成為材料的一個重要組成部分。

近年來，在全球的設計師以及科研工作者的不懈努力下，涌現出了數量可觀的生物材料，比如利用植物的分泌物提煉出來的天然橡膠制作塑料，也有用淀粉或纖維素（如甲殼素）等天然高分子衍生而來的塑料，此類塑料多用于包裝和制作薄膜。一些生物材料的生產流程已經發展得比較成熟。

這里面，以設計師為主導探索的研發項目日益增多。典型材料如具有極大潛力的紅茶菌纖維材料，它是一種可持續的、可降解的塑料替代物，它具有皮革的強度、彈性和結構。要得到一個紅茶菌材料制成的薯片包裝袋，只需要少量的水，一些土豆皮來培養、干燥、并打印上文字即可。這種材料形態性能多變，只需稍微調整配方便可獲得無數的可能性，極具開發潛力。這里不得不提到生物塑料領域近年來出鏡率特別高的海藻，生長過程能夠吸碳、排氧，使得這種材料不僅能做到“零排放”，而且是“負排放”，目前各界已經開發出一系列產品，如食品袋、茶包、“可以吃的水”，甚至可以用于3D打印。

通過這些生物材料的設計初衷，我們也能感悟到，一個設計的材料選擇絕不僅僅改變產品的外觀，而是超出產品跟人生理與情感上的交互，往更深層次去研究，材料設計的價值在于讓社會變得更好。

三、材料設計與社會

讓社會變得更好這樣說似乎太寬泛了，舉個更典型的例子，2017年的未來食物設計獎頒給了一位墨西哥設計師Fernando Laposse所做的項目“Totomoxtle”。他組織墨西哥的農民將本地廢棄的玉米葉制作成漂亮的鑲嵌飾品。9000年前，玉米就在墨西哥種植，現在這個國家有超過60個不同的玉米品種，每一種都有其獨特的風味、顏色和質地。因此，玉米外殼是豐富而鮮艷的天然有色材料，將其壓平，用手或激光切割，進行鑲嵌，可用于室內和家具的各種產品表面。

“‘Totomoxtle的靈感來自于我的國家和它的玉米的關系。”設計師發現轉基因玉米的引入和超市蔬菜標準化對農民的生活產生威脅，“這個項目關注的是那些在全球化的世界里掙扎著用傳統方法耕作的人們，不僅發展了作物多樣性，利用本來會被浪費掉的材料，而且基于這種創新工藝，生產一種廉價的農副產品來增加當地就業機會，為農民創造更多的收入。除此之外，設計師還希望借此引發人們對于新時代中傳統農作物收割方式的反思。

第二個例子來自鹿特丹果皮公司。

全球資源日益匱乏，每年我們會扔掉13億噸食物，大約是整個生產總量的三分之一。除了食物浪費的問題外，動物皮革的生產也是一個生態問題，貧窮和欠發達地區的影響更大。每年都有超過十億只動物被宰殺，隱藏的清潔過程產生世界約6億5000萬公斤的二氧化碳。在此背景下，鹿特丹果皮公司正在開發一種新的環保工藝，將剩下的水果轉化成耐用的類似皮革的材料，即水果皮革，可以涂布或嵌入印刷品，用于制作鞋、手袋和其他產品。

不僅是一些獨立的先進設計師在做這件事，大型的企業比如BMW公司也用了相似的思路，研發團隊敏銳地意識到他在資源和環境保護方面的責任，將生態、經濟和社會統籌考慮，汽車工業與農業合作，將剩余糧食轉化為其他產品，牢固樹立可持續理念作為導向原則。

當然，任何事物都有兩面性，有些天然材料是回收降解環保，但制造原材料的過程并不環保，處理作物和制造部件時需要額外能量，這也是值得注意的一個地方。解決方法需要制造產業升級，這就不屬于產品設計師的領域了。但設計師需要知道這些知識，因為設計對社會是有責任的，不僅是審美引導、文化輸出方面的責任，資源和環境保護方面的責任也需要設計師權衡。

通過這樣的材料設計，我們能夠給那些被視為無用的東西賦予新的生命，以及深刻意識到不僅材料研發很重要，具有思維廣度與深度的材料設計也可以帶給社會巨大價值。

四、現有材料的創新運用

這是其一，另一個材料創新的途徑是已有材料的創新運用。

聲名遠揚的麻省理工媒體實驗室（MIT Media Lab）是國際上最重要的跨學科研究學術陣地之一，致力于技術、多媒體、科學、藝術和設計的融合。科學家和設計師在這里達到了完美協作，每年都會有很多種最新材料在像這樣的實驗室里誕生，這樣看來，高技材料好像掌握了話語權，但是僅僅利用最新的材料并不能讓產品更加“創新”。我們也能看到在各大論壇上，已經有很多聲音提出：“市面上已經有太多的新型材料，我們缺的是創意的使用方法。”相比研發一種新材料，設計師更擅于做的是現有材料創新運用，把身邊隨處可見的材料變得新鮮起來。

同樣，舉幾個讓人耳目一新的創新使用材料的案例。日本東洋Aluminium公司與SPREAD的聯合作品CHROMASHINE，把用于汽車涂裝等用途的鋁粉末素材運用到包裝紙、折紙上。素材本身是無色的，利用光的反射使產品的顏色變得非常的多變而美麗。

這種材料創新運用在建筑界更常見到，產品設計師也可以跨界學習借鑒方法。位于基加利（Kigali，盧旺達首都）的一所小學，便是設計師、當地的藝術家和工匠用他們材料方面的知識一起參與了這一項目。利用當地的紙莎草和磚，而沒有采用外地運輸來的材料，減少了運輸花費的同時促進了當地經濟。中國美院象山校區的建筑也同樣使用了當地材料，自古以來南方建筑中常見的磚、瓦、泥、木等材料在這個地域文化十足的設計中，既保留了傳統的氣質又幻化出強烈的時代感。

所以對材料的創新，不僅僅局限于新技術下的材料研發，而更重要的是，無論材料本身是新或舊，只要在新的日常與新的環境中，能建立新的關系，我們都可視為材料創新。我們可以總結出一些材料設計創新的方式：前沿科技研發新材料，廢棄材料再利用，現有材料的創新運用，傳統手工藝的升級或創新等。

我們已經開啟了由視覺傳達轉為觸覺傳達的設計新紀元，探討產品設計中觸覺傳達與交互的設計方法將是我們面臨的新挑戰。而產品設計師在選擇材料時，除了基于產品功能和造型考慮，還應該從社會角度出發，這樣會創造出更動人的作品。設計師與科學家的跨界合作所帶來的奇妙化學反應，使隨處可見平平無奇的材料重新煥發出新的美學，設計與自然和社會人文的對話，這一切都讓材料設計具有別樣的魅力。