產品設計中新型環保材料的研究與應用

史文強

（常州大學，江蘇 常州 213100）

1 新型環保材料與產品設計的相關性

產品設計已經發展到一定的水平，就形成了很多固有的風格。不難發現，市場上出現的產品風格十分類似，如何在眾多產品中做到奪人眼球？除了獨具新意的外觀設計，節約環保的材料運用至關重要[1]。而新型環保材料因為不同的材質特點，為設計師們打開了一片新的天地。運用新型環保材料可以給賦予產品新的性能，或對其外觀有新的改變，使其更簡潔大方具有時尚感。不同的新型環保材料可以滿足不同人群的需求，使產品更具有實用性。產品設計的發展會推動新型環保材料的深入研究，而新型環保材料也會給設計者帶來新的靈感和生機，他們是相互促進和影響的關系。

2 新型環保材料的分類

社會和工業的快速發展，使人們能夠開采的資源越來越少。面臨大氣污染、全球變暖等嚴峻的環境形勢，保護生態環境成為每個人不可避免的責任。新型的環保材料有些是取自于自然，有些可以循環利用。新型環保材料一般可以分成四類，首先是天然材料，如天然植物的纖維、棉、麻、絲等，有些從自然中提取可以直接利用，有些需要進行再加工[2]。除了天然的纖維材料，人們用植物中的纖維素和一些動物中的蛋白質等為原材料，經過化學方法加工處理成復合材料。黏膠纖維就是一種再生纖維，由木材和短絨等材料復合而成，優點是防潮能力好，做出來的布料柔軟。纖維材料具有價格低廉、可降解、對環境無污染等特點，被人們大量用于包裝或服裝等方面。其二是復合高分子材料，將天然纖維與不同類型的高分子材料經過物理或化學的工藝復合成一種新型材料，其原材料取于生活中的植物纖維、微生物等，通過特殊的加工工藝與其他復合材料結合。如乳酸復合材料，它的原材料是酸奶，發酵量大且價格低廉。聚乳酸沒有毒性和刺激性，可以被人體吸。廢氣處理采用土埋的方式，很快就可以分解成水和二氧化碳，可降解，無污染。聚乳酸高分子材料被廣泛用于醫療的生物機械、一次性碗筷或家紡等生活用品中。其三是納米材料，它是一種超微粒材料，被運用于許多產品中。如普通的玻璃使用一段時間后上面會產生污漬，很難清洗，如果遇到溫差大的天氣就會出現霧氣，影響玻璃的清晰度。而將納米材料鍍在它的表面后，可以解決這些問題，而且這個納米薄膜在太陽照射下可以分解空氣中部分有害物質，從而起到保護環境的作用。第四類是對回收的廢物材料進行再利用，這是將材料重新加工成新材料，體現了它再循環的特點。

3 在產品設計中新型環保材料的具體運用

3.1 在電子產品外觀設計中竹材料的運用

消費性電子產品機殼的材料，不光起展現產品外觀的美感作用，還起到在電子產品受到沖擊時保護內部電子零件的作用。電子產品外殼常用的材質是塑料或是金屬材質，除了保護內部電子元件還可以起到散熱的功能。但是隨著綠色環保的理念的興起，很多設計師開始嘗試將天然纖維運用到產品設計中，如在電子產品外殼中的運用。華碩就有一款竹子外殼的筆記本電腦，整個筆記本的外殼都是竹元素，包括配套的鼠標，打破了我們對以往筆記本外觀設計的印象，這是一次新的嘗試。假設以后大量電器外殼可以采用環保材料就可以減少塑料或金屬的使用，減少資源的開采，從源頭上開始保護環境。竹纖維也可以很好起到隔熱和散熱的作用，一定的硬度也可以保護內部原材料，滿足其使用功能。外觀是竹纖維特有的紋理，表面光滑，使用時也給人一定的舒適感。況且電子產品的生命周期很短，使用的竹纖維很容易分解，不會造成環境污染。竹材料在電子產品中的運用不僅改變了以往的設計風格，其低碳、可降解、不污染環境也符合人們綠色環保的生活理念。中國是世界上竹子資源最豐富的國家，竹子生長速度快，可再生性強，成本遠低于其他木材，竹材料的合理使用符合可持續發展的理念。中國竹文化的歷史十分悠久，將竹材料用于電子外觀產品不僅低碳環保，而且具有一定的人文特性，它可以將傳統文化和現代藝術完美融合。竹材質的本色簡樸淡雅，它的質地十分堅硬，也具有耐磨損的特點。隨著使用時間增加，表面會越來越光滑。經過設計師巧妙的設計，使它同時具有東方美感和簡約大氣的現代感。

3.2 在日常生活用品中生物基復合材料的運用

日常生活中常用的餐具和生活用具如牙刷杯、菜板等，一般常用的制作材料是塑料。隨著全球氣溫變暖，人們在設計產品時也開始重視材料選擇，減少對環境污染[3]。生物基復合材料的原料取自于自然，用物理或是化學的工藝與其他材料進行復合而成。它的優點是可持續發展，節省能源的浪費，具有普通材料不具備的環境友好、綠色環保、可再生等特點。由生物基復合材料制成的產品，在使用結束時后，可以自己降解重新融入自然。廣泛使用生物基復合材料，保護資源。日常生活中，很多人開始使用生物基復合材料的碗筷和牙刷杯等。這類產品一般是由小麥秸稈的生物基復合材料制成，采用天然材料，廢棄后放入土壤中會自行分解，杯子沒有異味，顏色天然，采用一體成型的制作方法，深受環保人群的喜愛。

3.3 在智能產品中無毒抗菌材料的運用

隨著科技的發展，智能家電給人們帶來更便捷舒適的生活，同時一些金屬材料和工藝制作也帶來一些安全隱患。如冰箱長期使用內部滋生很多細菌，水壺電飯煲等把手與人經常接觸的地方也很容易滋生細菌。家電中常與人體接觸的地方就成了細菌容易滋生的地方，這時候就需要無毒抗菌的材料來解決這些問題，對沾染在家電上的細菌有消滅作用，抑制細菌的繁殖和發展，營造一個相對安全健康的環境[4]。很多金屬離子如鎂離子、鋁離子都具有抗菌的作用，將這些金屬離子放在多孔材料中，可以起到抗菌的作用。隨著抗菌技術的進步，很多品牌如三星電器、奧克斯家電，開始大量在洗衣機的內部的滾輪中涂上一層抗菌材料，可以大大減少清洗衣服時滋生的細菌。

3.4 在家紡用品中聚乳酸纖維的運用

傳統的家紡面料有棉、麻、絲、腈綸等，到現在的莫代爾、天絲。新型環保家紡材料是把一些生物纖維如竹纖維、牛奶纖維、聚乳酸纖維等新型纖維通過物理或者化學的工藝制成。生物的纖維本來就是從自然界中提取，廢舊拋棄后可在自然界中降解又回歸自然，達到了人們保護環境的目的。其中聚乳酸纖維被大家廣泛關注，將它制成貼身衣物或是床上用品，不僅親膚抗菌，而且十分透氣。比起傳統的絲綢而言，它有很好的吸濕性，不易皺，特別適用于潮濕的南方城市。同皮膚相近的弱酸性，會給皮膚帶來舒適感，而且容易清洗和打理。

4 新型環保材料的創新運用

4.1 改變固有思維，弱化材料形態特征

很多環保材料因為材質特有的性質都給人一種固有的印象，如天然纖維，大多被用于衣物等紡織產品中，而很少用于其他產品中。如大部分人群認為現在的環保材料基本用于一次性包裝而已。這種傳統習慣會讓設計師們養成思維定式，很少去尋求突破。我們應該突破其傳統的運用范疇，對它的顏色形態進行一定的變化然后引入其他行業的產品中。其次在運用到其他類型的產品中時，要弱化材料的形態和特征，方能與不同的產品融合。舉個例子，很多電器的外觀設計都是塑料或金屬，而華碩的一款筆記本卻是用竹材質做的，它配套的鼠標也是竹材質。竹材質給我們主觀印象是圓柱，節和綠色，常用于家具或是包裝。而用于筆記本外殼時，弱化了它的形態和特征。首先它的表面和普通筆記本一樣很光滑，外觀簡約，耐磨且對內部部件起到一定的保護作用，達到了筆記本外殼的要求。其次保留了竹材質的本色和紋理，又使之與一般的筆記本外觀不同。

4.2 探索多種材料復合，注重材料內涵

當我們在觀察一個產品時，除了被它的造型吸引外，格外關注的就是它的質感。如家電類的金屬質感、某些生活用品的塑料質感，不同的材料會體現產品不同的質感，它也是提升產品品質的關鍵。它是影響消費者產品體驗感的重要元素之一，單一的材質運用往往給人一直枯燥乏味感。就像顏色中，互補色、對比色、同類色系的運用可以讓產品變得豐富、活潑起來。我們也可以把這種方法運用在產品材質中，如采用類似的材質，或者是性質差異很大的材質。如著名的巴塞羅那的椅子就是皮質和金屬的結合。金屬的X 型支架和皮質的坐墊相結合，造型簡約，材質豐富，極具美感。在產品設計中，采用性質差異大或是屬性不同的材料運用于產品中會產生強烈的對比，使整體設計更加耐人尋味，突破傳統產品的質感。在選擇材料時要考慮材料自身具有的特點和內在的屬性。很多環保材料取自于自然，那么它也具有自己的情感特征和一定的文化內涵，如竹、絲等。其他新型環保材料如生物基復合材料運用到設計時可突出其環保理念。

5 新型環保材料在產品中發展趨勢

5.1 綠色環保方向

當人們所能開采的資源原來越少，生存環境每況愈下時，人們開始思考用一些其他材質代替能源類材質，綠色環保也成為產品設計師選擇材料時要考慮的問題，它貫穿了材料的生產、產品使用和最后廢棄處理的整個周期。綠色環保也給設計師們提出了新的挑戰，將外觀設計的部分重心轉移到產品的內涵和設計意義上。這就要求設計師在設計產品時既要滿足消費者對于產品基本功能的要求，又要體現綠色環保的思想。

5.2 人性化設計方向

人性化設計[5]，就是把人對產品的使用感受作為設計的尺度的衡量標準，產品設計師的目光不只集中在產品的功能和外觀上，而轉向了使用人群，通過觀察和調研人們的生活習慣，不同的年齡的心理狀況和使用習慣，設計出符合人們理想的產品。讓使用者在使用的過程中，由于便捷的功能、舒適的質感而對這個產品產生喜愛之情。

結語

新型環保材料在產品中的運用，體現了綠色可持續設計的理念，它在產品設計中發揮了舉足輕重的作用。它給產品設計師提供了新的設計思路，引領了新的設計潮流，讓產品設計迸發新的生機與活力。