關于再生產品設計的思考與研究

周玉蘭 韓旭

摘? 要：廢棄的材料并不是垃圾，只是放錯地方的資源。日常生活中沖泡后的咖啡渣和茶葉、紅酒的軟木塞子等材料，完全可以利用起來，創造再利用產品。讓種子在鉛筆里再發芽，是樹木的再生，也是材料的再生。探究廢棄材料的利用和用戶心理的統一設計過程，為環保設計提供借鑒意義。

關鍵詞：廢物利用;再生產品;設計

一、緣起

產品的新生概念是近幾年受到關注的，原因是一名大學生的快遞紙箱種植植物的設計引起了人們對于廢舊物品利用的思考。他的理念是將種子放置在快遞箱內，用戶收到快遞時將物品取出后，往快遞箱上灑水，過幾天后箱子內的種子便會生根發芽，以箱子為基底生長。究其根本，他是將快消品利用起來，充當肥料。這引起了許多人對于環境保護措施的思考，也為我們提供了一個非常環保綠色的巧妙設計思路。

二、廢物利用思路研究舉例

近年來，氣態污染物的治理越來越受到人們的重視，其中揮發性有機物（VOCs）逐漸成為污染物的重要組成部分。VOCs不僅危害人類健康、參與大氣光化學反應，而且與 PM2.5的形成有密切的聯系。其中低濃度或者非持續排放的VOCs不宜直接采用傳統的燃燒法等其他降解方法去除，設備的持續運作會導致大量的能源消耗，從而大大降低了污染控制的經濟性。而采用吸附法既可直接吸附除去 VOCs，通過解吸、回收利用吸附質實現資源化;又可通過先吸附、富集污染物，再聯合其他方法實現降解來降低能耗。吸附法除去 VOCs的關鍵是吸附劑對吸附質擁有較高的吸附量，最后成功地制備出擁有特殊結構的分子篩和活性炭，并作為吸附劑用于吸附研究。以MCM-41為基體，引入 Beta 分子篩制備出一系列擁有微孔、介孔復合結構的復合分子篩，與純 MCM-41 吸附劑相比氣體吸附量提高約30%。作為吸附劑的活性炭則以咖啡渣和柚子皮為原料、使用磷酸活化制備，其中以咖啡渣為原料制備出的活性炭比商用活性炭擁有更多的超微孔，而以柚子皮為原料制備出的活性炭則擁有獨特的介孔結構，其對正丁烷的最大吸附量約為商用活性炭的兩倍。

通過對不同吸附劑多種吸附行為的研究，為吸附法除去VOCs提供了一定的理論和應用依據。在對吸附溫度的影響研究中，觀察到乙烯在酸性分子篩上的吸附并不隨溫度的增加而簡單的吸附量下降。創新性地將分子篩骨架元素部分溶解、分子篩表面碳化和過渡金屬離子交換應用于氣體吸附劑的表面改性過程中，并起到預期的改性效果。成功的在 MCM-41分子篩基體中引入Beta分子篩，并將其作為吸附劑應用于對乙烯和正丁烷的吸附研究中。利用咖啡渣和柚子皮作為制備活性炭的生物基質原料，并成功制備出擁有良好吸附性能的吸附劑，變廢為寶。

三、回到自我的實驗思考

我開始思考，生活中有哪些快消品和放錯地方的資源？我可以怎么利用起來呢……這個問題困擾了我兩年之久，終于有一天，我在削筆畫草圖的時候想到了，我手中的鉛筆不就是快消品嗎？思緒回到童年，那個上學只能用鉛筆的年代，那個手指艱難地握著最后三厘米鉛筆頭在寫字本上寫字的孩子。但是鉛筆永遠用不到最后一厘米，但是對于一些人群來說，鉛筆就是必須品，并且是每天都會使用的消耗品。所以說，鉛筆就是我一直在尋找的生活快消品，經過思考和頭腦風暴，于是就有了下面的想法（如圖1）。

經過數據的調研，我發現我國鉛筆的使用量驚人。其實鉛筆的使用人群主要是小學生、工程工業設計工作者和美術家等。在我們日常的生活中，我們可以看到有些商場也會使用鉛筆作為寫字用具，比如遍布全世界的宜家商場，宜家2007年在英國分店的鉛筆消耗量就達1231.7184萬支。假設每支鉛筆可以用到最后1cm，那么12317184 cm將是一個什么概念？相當于156個800米田徑場的周長和。如果按一棵樹能制造3000支鉛筆的木材部分，那么1231.7萬支鉛筆就至少是4100棵這樣的樹。這些只是宜家在英國分店一年的鉛筆消耗量，可想而知，全世界真正消耗鉛筆的數量遠超這個數，每年丟棄的鉛筆頭又去了哪里？或許隨著垃圾回收，進行粉碎后又重新回到泥土里降解了……這些我們都沒有去關注過。

還有數據調研表明（如圖2），我國2016年的鉛筆生產量高達210.90億支，相比2012年增長了66.12億支，連續五年增長，平均增速為9.86%。如果按照2016年鉛筆產量210.9億支來算的話，鉛筆行業全年需要木材75-80萬立方。

驚人的數據撼動著我們的心，原來我們消耗了這么多樹木。如果將這些木材充分利用起來，將會是一筆非常巨大的資源再生。鑒于我是產品設計的學生，我想如何才能利用這些材料實現環保的同時，還能關懷人們的心情？在一次給植物澆水的過程中，我有了初步的想法。為什么不讓鉛筆再次從泥土里長出來呢？

于是進行了網絡調研和訪談調研，通過與花鳥市場的人員溝通，確認了有許多的種子都符合我的設想，種子的生命力很頑強，并且可以在軟木的條件下生長出來，這說明我的設想是很有可行性的。

但是對于宏觀的設想并不足以證明，于是我查找了目前鉛筆的元素構成，發現現有鉛筆的元素主要有石墨和粘土，這些元素并不會對種子萌發造成影響。

不過我們不能局限于這些現有的材料，要利用好生活中的丟棄材料，比如軟木塞、咖啡渣等。由于考慮到紙張的來源依舊是樹木，并且我的初心是利用好紅酒瓶丟棄的軟木塞子材料，最終的方案還是把材料定位軟木。因為我們日常生活中的軟木塞子默默守護一瓶醇香的紅酒的使命在它們被拔出的那一刻就結束了，我想讓它們發揮余熱，可以讓種子在它的守護下再次生長出來。

（一）軟木的來源

軟木主要是由一種薄壁細胞排列構成的，細胞內部中空，充滿了氣體，加上密度比水低，所以質地相當輕軟。細胞壁中有軟木脂成分，使之具有較好的防水性。它們還具有絕佳的隔熱性，經常能使得栓皮櫟在林火中幸存下來。生活中經常見到的軟木制品，恐怕就是葡萄酒塞了。實際上，軟木酒塞只占軟木制品的15%，但收入卻能占60%以上。由天然軟木制成的軟木酒塞，是高檔葡萄酒的必備。它們具有優秀的彈力、防水性和微透氧性，使用壽命能長達好幾十年，是陳年葡萄酒的首選。軟木塞既能密封瓶口，還能使得一部分空氣慢慢透入酒瓶中，與酒液發生“微氧作用”，一定程度上能降低單寧的澀味，從而增加酒的風味。

小小的軟木塞的前生，是一種叫歐洲栓皮櫟的大樹，學名是Quercus Suber，為山毛櫸科櫟屬下面的一種喬木，一般可長到15～20米，樹冠繁茂，枝干粗獷，是葡萄牙的國樹，也是一種影響全人類的重要經濟林木。因為常被用于制作軟木塞，所以又被稱為“軟木塞橡樹”。栓皮櫟的生長較為緩慢，從樹苗到長成能剝皮的大樹，得等上二十年左右;這時初采的軟木，被稱為“desbóia”，由于質地不勻而且堅硬，達不到軟木酒塞的標準。一棵栓皮櫟的壽命大概有150年，大概可以采剝15次樹皮。目前葡萄牙在軟木的種植、采剝和生產加工方面，排名世界第一。第二次采剝，需要再等八九年，此時木栓硬度降低，但仍不適合制作高檔軟木塞——不過初采和重采的軟木，都能加工制作其他產品。只有再等個八九年左右，才能出產質地均勻且輕柔的“amadia”級別、適合制作酒塞的軟木。從這以后，每隔九年左右，都能再采剝一次。

（二）付諸實踐

經過以上的思考，我將想法付諸實踐，買來軟木塞子和種子材料，置于土中培植，迫于項目時間的緊迫，盡管時值冬天，經過用心的培植，種子終于發芽了，但是由于天氣的寒冷，并沒有茁壯成長就犧牲了，但是已經足以證明種子在軟木中發芽不是問題了（如圖3、圖4）。

對于與鉛筆結合的初步想法并不是很成熟，只是單純地把軟木通過金屬圓環與現有的鉛筆連接，考慮到會占用原先橡皮的位置，并且也會占用金屬資源，于是干脆將軟木材料擴展到鉛筆整體。

圖5是我的最終想法，將整個鉛筆的材料都改成軟木，省去連接的程序，在制作鉛筆的時候直接在軟木內部挖出空間存放種子和鉛筆芯，再將軟木合二為一，一支帶有種子的軟木鉛筆制作完成。當鉛筆芯消耗完時，只需將鉛筆頭插入泥土中，定時澆水，水能通過軟木到達種子休眠的空間，軟木也可以作為肥料給種子提供營養。

由于軟木的防水性，我們在回收塞子之后應該將塞子粉碎，然后填入部分親水材料混合，比如小顆粒泥土，或者在制作鉛筆時直接降低鉛筆頭軟木的密度，讓種子可以呼吸，播種時可以吸收到水。這個部分我將在實驗中把軟木塞子四周軋幾個小孔，進行降低密度的模擬，有利于種子的萌發。

四、結語

用心培育就會生長出一株可愛的幼苗。正如付出就會有回報一樣。這樣的鉛筆制作在充分利用廢棄材料的同時，還能給用戶帶來不一樣的心靈感受，期待種子發芽的過程其實也是一種享受，這正是我想通過產品給用戶的驚喜。

參考文獻：

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[4]馬曉東.多孔材料對烷烴和烯烴類揮發性有機物的吸附去除研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2013.

作者簡介：周玉蘭，江蘇大學工業設計專業。

韓旭，中國工商銀行蘇州分行客服經理。