二、材料创新设计

在知识网络时代的背景下思考和审视设计，材料和设计的关系也出现了一些新的变化。

第一，功能材料得以普遍运用。这为设计提供了丰富的基础要素和全新的设计空间，也极大地丰富了当下的设计风格。功能材料在设计时，主要应用其特殊的物理、化学或者是其他特性，与之对应的在工业时代当中，设计的基础材料是结构材料，设计主要思考的是材料的力学性质。

第二，个性化和定制化的需求变得很强烈，这对设计提出了更高的要求。这种设计需求是建立在数量更多、水平更高的材料以及相关的制造技术的基础上。其中，3D打印技术以其能够制造几乎任意复杂的材料结构的能力，对设计创新的推动作用非常的明显。

第三，需求对象体系的日益复杂化，只有经过精确设计的产品才能够满足日益提高的使用需求，包括材料本身都是精确设计的对象。如设计创造出超常智能结构功能材料、设计创造出绿色可再生环境友好材料、纳米和低碳结构功能材料、生物和仿生材料等。例如，2008年宝马公司设计团队发布了一款织物材料概念车GINA（图2-97、图2-98），这是一款双座敞篷跑车。这辆车最大的特点是，车的皮肤不是金属而是一层织物，实际上这是一层经过聚氨基甲酸乙酯涂料处理的莱卡纤维布，这层织物具有非常良好的变形性能，非常柔软、坚韧、防水耐热。而织物下面是铝制框架结构，这辆跑车比普通的跑车轻了30%，并且达到了安全性能的要求。由于采用了弹性的织物，这辆车具有行驶中改变自己形状的特点，车的前盖还可以像拉链一样从中间打开，并且折叠到左右两侧，车的大灯关闭的时候是被织物覆盖，开启的时候这层织物会在小马达的带动下向后拉开，就想我们睁开眼睛一样。这款概念车对人们对汽车的固有设计带来了巨大冲击。对于设计而言，我们需要学习和掌握材料领域的基本概念和基本知识，掌握包括材料的制造、加工、性能和成本等知识，形成对材料这一重要技术构成要素的宏观的理解和把握。一旦进入具体的设计阶段，更需要对具体材料的选择、加工和性能有非常准确的理解，明确材料以及相关技术的边界。

图2-97　2008　BMW GINA Light Visionary Model Concept（a）

图2-98　2008　BMW GINA Light Visionary Model Concept（b）

2013年麻省理工学院媒体实验室的设计师和研究人员合作开发了一个叫作蚕丝帐篷的产品（图2-99、图2-100），设计团队首先研究了桑蚕幼虫纺丝能力，又用数控机床做了26块多边形的金属框，并发金属框固定到一起，又用金属臂在金属框上拉线，最后把6500只蚕宝宝放到了这些线上，让它们在框架上吐丝，最后形成了图中独特的蚕丝宫殿。与此类似的，多种以环保、节能、维持生命和为人体及生存环境服务的材料，糅合了设计、生物学、电脑计算以及材料工程等学科，如今这些生物科技材料成果已被广泛应用在建筑设计、时装设计、装置设计等多个领域。

图2-99　SILK PAVILION

图2-100　SILK PAVILION产生过程