淺談新型材料在當(dāng)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新應(yīng)用

米雅靜

引言

材料的發(fā)展與進(jìn)步伴隨了整個(gè)人類文明歷程，從石器時(shí)代到青銅時(shí)代，再到冶金業(yè)與化工業(yè)的不斷成熟，見證了人類技術(shù)的發(fā)展與生活需求的增長(zhǎng)。而今，生物材料、納米材料等越來越多新型材料的出現(xiàn)，必將帶動(dòng)新一輪的社會(huì)進(jìn)步與產(chǎn)品升級(jí)，本文通過列舉幾種新型材料，淺談其在當(dāng)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新應(yīng)用。

一、新型材料的定義及優(yōu)勢(shì)

一般認(rèn)為，新型材料是指新出現(xiàn)的或正在發(fā)展中的，具有傳統(tǒng)材料所不具備的優(yōu)良性能或特殊用途的材料；或采用了新工藝技術(shù)或生產(chǎn)設(shè)備，使傳統(tǒng)材料的性能有顯著的提高或發(fā)掘其新的用途的材料。廣義上來說，一些滿足高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的一些關(guān)鍵材料也屬于新型材料的范疇。

根據(jù)這個(gè)定義，從某種意義上說，我們現(xiàn)在常見的鋼鐵，在青銅或石器時(shí)代也是先進(jìn)的新型材料。因此不必對(duì)新型材料有太高深莫測(cè)的理解，或是認(rèn)為新型材料有多么稀有罕見，也許在未來，當(dāng)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(yè)新型材料占絕大部分，例如有機(jī)材料，有機(jī)硅、有機(jī)氟材料等，相比傳統(tǒng)的硅、氟材料，有機(jī)材料具有更高的穩(wěn)定性、耐熱性和耐化學(xué)性，其中起步較早的有機(jī)硅材料更是已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種商品中，如有機(jī)玻璃、硫化硅橡膠等。

納米材料作為媒體報(bào)道中出現(xiàn)頻率最高的新型材料，將成為第五次推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域快速發(fā)展的主導(dǎo)技術(shù)，本世紀(jì)的前20年也是納米材料與技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)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(yuǎn)遠(yuǎn)超過微米級(jí)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(shù)代替微米尺度的生物技術(shù)，已經(jīng)是未來技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

二、新型材料的應(yīng)用領(lǐng)域

1.化工業(yè)

化工業(yè)既是新型材料的生產(chǎn)者，也是新型材料的最大受益者。一些新型材料在生產(chǎn)出來后，便直接應(yīng)用于化工生產(chǎn)當(dāng)中，充當(dāng)支持、阻隔、催化的新材料，繼續(xù)推動(dòng)化工業(yè)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

2.建筑業(yè)

建筑景觀中也有大量運(yùn)用新型材料的先例，例如北京奧運(yùn)會(huì)著名的場(chǎng)館“水立方”，采用PTFE膜材料，整體外觀就像不規(guī)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(diǎn)又有遮光保溫的作用，整個(gè)場(chǎng)館技術(shù)性與藝術(shù)性十足。

3.醫(yī)藥行業(yè)

納米材料給醫(yī)學(xué)帶來了更多希望，納米機(jī)器人膠囊、納米手術(shù)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(yōu)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(shì)。

4.國(guó)防產(chǎn)業(yè)

軍工材料對(duì)國(guó)防科技、國(guó)防力量的強(qiáng)弱和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用，是武器裝備的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)先導(dǎo)，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(chǎn)制造費(fèi)用，協(xié)助國(guó)家取得和保持軍備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的原動(dòng)力。

三、新型材料與產(chǎn)品設(shè)計(jì)

目前，已有部分企業(yè)將新型材料融入自己的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。例如利用感溫材料制作的杯子，能根據(jù)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(yùn)用拓展了產(chǎn)品的功能和性能，是一種新形式的產(chǎn)品創(chuàng)新。

在利用新型材料設(shè)計(jì)產(chǎn)品，為其添加附加屬性時(shí)，也應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1.材料與產(chǎn)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(yùn)用新型材料時(shí)，要注意是否在合理的范圍內(nèi)。例如，有毒性的材料絕對(duì)不可用于餐具等產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)當(dāng)中；易損耗材料不可用于耐用品的設(shè)計(jì)當(dāng)中。當(dāng)材料的運(yùn)用與產(chǎn)品本身不兼容時(shí)，可能會(huì)造成一定的產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)。

2.新型材料的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)

部分產(chǎn)品設(shè)計(jì)者容易陷入一個(gè)誤區(qū)，覺得利用一種以前沒有的材料制作產(chǎn)品就一定是好的創(chuàng)新。但材料的創(chuàng)新，應(yīng)該是新型材料具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)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(jiān)硬，更耐摔，同時(shí)破碎后的碎片不會(huì)割傷手，這就是絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；若更換的材料相比傳統(tǒng)玻璃，其堅(jiān)硬程度、透明程度等沒有任何的優(yōu)勢(shì)可言，那這樣的新型材料運(yùn)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(chǎn)工藝不同，或?qū)ιa(chǎn)技術(shù)的要求更高，產(chǎn)生的成本可能要比傳統(tǒng)的材料高。當(dāng)這個(gè)差值在一個(gè)合理范圍內(nèi)時(shí)，運(yùn)用新型材料設(shè)計(jì)的產(chǎn)品仍然具有很大的優(yōu)勢(shì)，但如果新型材料的生產(chǎn)成本過高，使得企業(yè)在產(chǎn)品定價(jià)時(shí)也不得不提高到一個(gè)很高的價(jià)格，那這樣的新產(chǎn)品在市場(chǎng)中也不具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

綜上所述，新型材料的運(yùn)用是當(dāng)代產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的一條新的路徑，也為產(chǎn)品設(shè)計(jì)帶來更多的選擇，但對(duì)設(shè)計(jì)者的選擇能力也提出了更高的要求。設(shè)計(jì)者要冷靜分析，選擇最為合適的新型材料運(yùn)用到自己的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，提升產(chǎn)品在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的地位。