材料创新产品设计论文

摘要：材料作为产品设计的基础，以其自身的固有特性和情感语义成为设计过程中不可缺少的重要因素。不同的材料因其材质、工艺等原因而呈现给人们不同的感觉特性。文章通过对材料的特性进行归纳总结，着重从新材料及固有材料的创新使用，对设计师们使用材料的优秀产品方案进行分析，对设计领域的前沿进行描述，阐述了材料特性在产品创新设计中的运用。今天小编为大家精心挑选了关于《材料创新产品设计论文 (精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

材料创新产品设计论文 篇1：

产品设计中的材料创新与运用

摘要：在提倡设计应“以人为本”的今天，人们尤为关注如何提升用户体验，不同于以往基于功能和外观的考量，设计师开始思考如何有效地在产品设计中融入更多的感官因素。综合形态、触感、色彩、肌理、光影、感觉特性等方面考虑如何利用材料，使产品与人之间形成很好的交流，会是未来产品设计中的越来越重要的一环。本文提出了未来材料的发展趋势，探讨产品设计中触觉传达与交互的设计方法，以及一些材料创新的设计方法。

关键词：材料设计 生物科技 材料与社会 材料的创新运用

一、产品设计中的材料

设计为人服务，在大力提倡设计应“以人为本”的今天，人们尤为关注如何提升用户体验，设计师开始思考如何有效地在产品设计中融入更多的感官因素，旧有的产品设计除了基本的功能性，在创意上多是以视觉观感为中心，而今后的产品设计发展方向必须重视来自触觉、听觉、温度等其他感官与产品之间的相互作用。而这种交互的来源便是材料，它就如同产品的皮肤，是产品与人之间的界面，同时体现了产品要传达的信息，通过材料表面不同程度的软硬、粗细、冷暖、凹凸、干湿等刺激性信息作用于人的触觉和视觉系统，从而带来不一样的用户体验。

按材料的来源划分，可大致分为五类：高分子材料(塑料、硅胶、橡胶等)、金属材料(铜、铁、铝、不锈钢等)、无机非金属材料(玻璃、水泥、陶瓷)、天然材料(木、棉麻、漆、乳胶等)、前沿材料(记忆合金、气凝胶、磁流体、碳纤维复合材料等随环境条件的变化具有应变能力的材料)。

每类材料都有自己的性格，有特定情绪的表达，某些材料也会有多重性格，如混凝土。它不仅是产品的物质载体，而且还是设计理念和设计情感有效表达的载体。这种材料对人情绪、情感的干扰称为材料的感觉特性。人借由各种感官获得对材料的全面感受，进而上升为对产品的体验。

综合形态、触感、色彩、肌理、光影、感觉特性等方面考虑如何利用材料，使产品与人之间形成很好的交流，会是未来产品设计中的越来越重要的一环。

二、如今的材料趋势

如今产品设计的材料趋势是什么?

伦敦艺术学院刚刚宣布成立第八所学院——Social Design Institute(社会设计学院)，专注社会议题和可持续发展方向。荷兰埃因霍温设计学院、英国圣马丁艺术学院、皇家艺术学院等众多一线设计学院，最近几年也陆续开设与“可持续”“新材料”“生物设计”等课题相关的跨界学科。我们可以明显感受到，越来越多的材料从自然中获得灵感，生物科技成为材料的一个重要组成部分。

近年来，在全球的设计师以及科研工作者的不懈努力下，涌现出了数量可观的生物材料，比如利用植物的分泌物提炼出来的天然橡胶制作塑料，也有用淀粉或纤维素(如甲壳素)等天然高分子衍生而来的塑料，此类塑料多用于包装和制作薄膜。一些生物材料的生产流程已经发展得比较成熟。

这里面，以设计师为主导探索的研发项目日益增多。典型材料如具有极大潜力的红茶菌纤维材料，它是一种可持续的、可降解的塑料替代物，它具有皮革的强度、弹性和结构。要得到一个红茶菌材料制成的薯片包装袋，只需要少量的水，一些土豆皮来培养、干燥、并打印上文字即可。这种材料形态性能多变，只需稍微调整配方便可获得无数的可能性，极具开发潜力。这里不得不提到生物塑料领域近年来出镜率特别高的海藻，生长过程能够吸碳、排氧，使得这种材料不仅能做到“零排放”，而且是“负排放”，目前各界已经开发出一系列产品，如食品袋、茶包、“可以吃的水”，甚至可以用于3D打印。

通过这些生物材料的设计初衷，我们也能感悟到，一个设计的材料选择绝不仅仅改变产品的外观，而是超出产品跟人生理与情感上的交互，往更深層次去研究，材料设计的价值在于让社会变得更好。

三、材料设计与社会

让社会变得更好这样说似乎太宽泛了，举个更典型的例子，2017年的未来食物设计奖颁给了一位墨西哥设计师Fernando Laposse所做的项目“Totomoxtle”。他组织墨西哥的农民将本地废弃的玉米叶制作成漂亮的镶嵌饰品。9000年前，玉米就在墨西哥种植，现在这个国家有超过60个不同的玉米品种，每一种都有其独特的风味、颜色和质地。因此，玉米外壳是丰富而鲜艳的天然有色材料，将其压平，用手或激光切割，进行镶嵌，可用于室内和家具的各种产品表面。

“‘Totomoxtle’的灵感来自于我的国家和它的玉米的关系。”设计师发现转基因玉米的引入和超市蔬菜标准化对农民的生活产生威胁，“这个项目关注的是那些在全球化的世界里挣扎着用传统方法耕作的人们，不仅发展了作物多样性，利用本来会被浪费掉的材料，而且基于这种创新工艺，生产一种廉价的农副产品来增加当地就业机会，为农民创造更多的收入。除此之外，设计师还希望借此引发人们对于新时代中传统农作物收割方式的反思。

第二个例子来自鹿特丹果皮公司。

全球资源日益匮乏，每年我们会扔掉13亿吨食物，大约是整个生产总量的三分之一。除了食物浪费的问题外，动物皮革的生产也是一个生态问题，贫穷和欠发达地区的影响更大。每年都有超过十亿只动物被宰杀，隐藏的清洁过程产生世界约6亿5000万公斤的二氧化碳。在此背景下，鹿特丹果皮公司正在开发一种新的环保工艺，将剩下的水果转化成耐用的类似皮革的材料，即水果皮革，可以涂布或嵌入印刷品，用于制作鞋、手袋和其他产品。

不仅是一些独立的先进设计师在做这件事，大型的企业比如BMW公司也用了相似的思路，研发团队敏锐地意识到他在资源和环境保护方面的责任，将生态、经济和社会统筹考虑，汽车工业与农业合作，将剩余粮食转化为其他产品，牢固树立可持续理念作为导向原则。

当然，任何事物都有两面性，有些天然材料是回收降解环保，但制造原材料的过程并不环保，处理作物和制造部件时需要额外能量，这也是值得注意的一个地方。解决方法需要制造产业升级，这就不属于产品设计师的领域了。但设计师需要知道这些知识，因为设计对社会是有责任的，不仅是审美引导、文化输出方面的责任，资源和环境保护方面的责任也需要设计师权衡。

通过这样的材料设计，我们能够给那些被视为无用的东西赋予新的生命，以及深刻意识到不仅材料研发很重要，具有思维广度与深度的材料设计也可以带给社会巨大价值。

四、现有材料的创新运用

这是其一，另一个材料创新的途径是已有材料的创新运用。

声名远扬的麻省理工媒体实验室(MIT Media Lab)是国际上最重要的跨学科研究学术阵地之一，致力于技术、多媒体、科学、艺术和设计的融合。科学家和设计师在这里达到了完美协作，每年都会有很多种最新材料在像这样的实验室里诞生，这样看来，高技材料好像掌握了话语权，但是仅仅利用最新的材料并不能让产品更加“创新”。我们也能看到在各大论坛上，已经有很多声音提出：“市面上已经有太多的新型材料，我们缺的是创意的使用方法。”相比研发一种新材料，设计师更擅于做的是现有材料创新运用，把身边随处可见的材料变得新鲜起来。

同样，举几个让人耳目一新的创新使用材料的案例。日本东洋Aluminium公司与SPREAD的联合作品CHROMASHINE，把用于汽车涂装等用途的铝粉末素材运用到包装纸、折纸上。素材本身是无色的，利用光的反射使产品的颜色变得非常的多变而美丽。

这种材料创新运用在建筑界更常见到，产品设计师也可以跨界学习借鉴方法。位于基加利(Kigali，卢旺达首都)的一所小学，便是设计师、当地的艺术家和工匠用他们材料方面的知识一起参与了这一项目。利用当地的纸莎草和砖，而没有采用外地运输来的材料，减少了运输花费的同時促进了当地经济。中国美院象山校区的建筑也同样使用了当地材料，自古以来南方建筑中常见的砖、瓦、泥、木等材料在这个地域文化十足的设计中，既保留了传统的气质又幻化出强烈的时代感。

所以对材料的创新，不仅仅局限于新技术下的材料研发，而更重要的是，无论材料本身是新或旧，只要在新的日常与新的环境中，能建立新的关系，我们都可视为材料创新。我们可以总结出一些材料设计创新的方式：前沿科技研发新材料，废弃材料再利用，现有材料的创新运用，传统手工艺的升级或创新等。

我们已经开启了由视觉传达转为触觉传达的设计新纪元，探讨产品设计中触觉传达与交互的设计方法将是我们面临的新挑战。而产品设计师在选择材料时，除了基于产品功能和造型考虑，还应该从社会角度出发，这样会创造出更动人的作品。设计师与科学家的跨界合作所带来的奇妙化学反应，使随处可见平平无奇的材料重新焕发出新的美学，设计与自然和社会人文的对话，这一切都让材料设计具有别样的魅力。

作者：钱欣妍

材料创新产品设计论文 篇2：

基于材料特性的产品创新设计

摘要：

材料作为产品设计的基础，以其自身的固有特性和情感语义成为设计过程中不可缺少的重要因素。不同的材料因其材质、工艺等原因而呈现给人们不同的感觉特性。文章通过对材料的特性进行归纳总结，着重从新材料及固有材料的创新使用，对设计师们使用材料的优秀产品方案进行分析，对设计领域的前沿进行描述，阐述了材料特性在产品创新设计中的运用。

关键词： 材料; 知觉特性; 功能特性; 材料创新; 产品创新设计

产品是通过形态来表达，而形态则是通过材料来实现，任何产品的形态最终必然反映到具体的材料形态上来。材料作为设计师亲密的伙伴，已经融入到设计师设计过程的思想与情感当中，同一产品不同材料的应用都会产生不同的效果，不同的材料给予人们不同的感觉特性。材料不仅能够呈现出产品表面的特征，还隐含了产品内部的功能，并且是产品和用户之间的界面。领悟并掌握材料的特性及材料的创新、新材料的尝试应用已逐渐成为产品设计创新的重要手段。

一、材料特性与设计的关系

材料是充满灵性的，它能够给人以无尽的想象。在产品设计中，影响设计的因素主要体现在产品的功能、形态和材料上，其中材料是产品设计的基础，设计师通过对传统材质的深度挖掘或者对新材料的实验性运用以及对材料质感、肌理和色彩的创造性处理，将其融入到设计过程的思想与情感当中，往往能够收获与众不同的表达方案，使得产品成为人们相互交流的一种方式。

德国设计师魏奈•艾林格(Werner Aisslinger)曾这样总结设计与材料的关系：“在我看来，设计直接和新材料与新技术相关。当新材料出现时，旧有的偶像会被重新评估，设计也许能变得更好。” [1]不难看出，设计是凭借材料来实现，材料的特性则是通过设计来表达。每一种新的艺术材料的发现、发明和应用，都意味着一种新的艺术被创造和应用。不同的材料因其材质、工艺等原因而呈现给人们不同的感觉特性。在设计过程中，材料的选择是非常重要的，合理的材料应用不仅能够丰富产品的内容和个性，还能产生与产品本质内涵相一致的知觉特性。[2] 

虽然我们每个人对产品的感受不完全相同，但是总的感觉是一致的，材料不仅能够给消费者传达出与产品设计使用功能、实用环境、产品质量等相关联的信息，新材料、新工艺的应用，还能够不断地发掘出材料在产品设计中的潜力及其功能性，提出很多有价值的设计方案和技术改造思路，创造一种新的生活方式及体验。因此，在产品设计中发掘材料本身所具有的特性显得尤为重要。

二、 材料的知觉特性在产品创新设计中的应用

知觉，是产品说服消费者的最好方式，通过产品的知觉特性，消费者往往能够体验出不同产品所带来的不同感觉。材料的知觉特性是建立在人们的生理基础之上，是人们对材料刺激的主观感受，是产品造型设计材料的一个重要特征。在产品设计追求“人性化”的今天，产品设计不仅要满足人们的物质需求，还要重视人们的精神需要。材料的知觉特性主要体现在人们对材料的触觉和视觉感受上。

1.材料的触觉特性

优秀的设计作品往往具有很强的亲和力。人们了解产品，主要是从它的造型、颜色、肌理、结构等基本设计要素人手，进而分析其特性。材料的质感通常是通过人们的触觉来判别的，触觉质感是人们通过触摸材料而感知材料的表面特性和体验材料的主要感受。材料表面的质地和肌理是产生不同触觉感受的主要因素。运用各种材料的触觉质感，不仅在产品接触部位体现了舒适的实用功能，还可以通过不同肌理、质地材料的组合，丰富产品的造型特征，同时带给用户更多的新感受。而有的材料视觉与触觉并不一致，如玉石摸起来又冷又硬，但是看起来却光润亮泽，给人以温暖。

2.材料的视觉特性

人们对于已经熟悉的材料，能够根据以往的触觉经验通过视觉印象来判断该材料的材质，从而形成材料的视觉质感。视觉质感是靠观察来感知材料表面特性的，是材料被视觉感受后对材料表面特性的感觉和印象。材料表面的色彩、肌理等不同便会产生不同的视觉质感。例如：只须把日常使用的纸杯在材料的应用上进行转换，将传统的不透明纸张替换成具有一定透明度的蜡纸，将容器视为配角，则更加突出其中承载的液体，除了与传统纸杯相同的用途以外，装入不同的饮料、牛奶、啤酒、果汁等，便会呈现出不同的色彩与性格，让用户在使用过程中更加富有乐趣和美感。

3.材料的知觉特性在产品创新设计中的应用

新型材料不断地涌现，每种材料的特殊性，都给设计师带来了无限的想象力。材料在现代设计中的价值并不在于材料本身的价格，而在于是能否用这种材料传达出作品的艺术内涵。材料通过产品来表达自己，这就要求设计师在运用材料时必须了解它的特性，用适当的材料表现适当的产品，迎合不同的消费需求。由Andrea Ponti专为2015米兰世博会设计的纸质水壶(图1)，这款设计是为了阻止人们在参观期间使用塑料瓶饮水而设计的环保水壶。外形简单，富有古典气息，采用天然棉和环保纸层制作，不使用任何很难回收的化学油墨或粘合剂，携带方便，这样游客就不用购买多瓶饮料，也会让世博园的垃圾量明显下降，以便达到真正环保的目的。

市面上销售的水壶大多是以塑料及不锈钢等材质制作而成，外形上也往往大同小异。此款水壶通过创新的外形与特殊的材料，不仅改变了人们对于以往产品的视觉感受，更给人们带来了一种新的生活体验。可见，材料的转变不仅给用户带来视觉上的体验，也带来触觉上的体验。在这一应用案例中，不难看出不同质地的材料会给人不同的视觉及触觉体验。

三、材料的功能特性在产品创新设计中的应用

在产品造型设计中，产品效果是通过精湛的工艺技术来实现的，因此，在设计产品时必须在构思上针对材质和工艺进行综合的全面考虑，这就要求设计师不断地学习、应用和创造新材料、新工艺，才能设计和制造出更新颖、更美观的产品。

1.发掘材料的功能特性

产品设计可以说是一个不断发现材料、利用材料的创造过程，几乎每一次新材料的出现，都会出现一种新的设计风格。材料能够无限地激发设计师的创意，实现人们对于产品的种种期望，并创造出全新的产品。在产品设计中，设计师应熟练掌握材料的特性, 及时掌握新技术、新工艺和新材料的发展动向，适当的处理材料, 最大限度地发挥材料各自的特性, 把材料的特殊质感与产品造型完美的结合起来，才能使产品给人以美的享受。因此，在材料的运用上，不仅要更加专注于挖掘材料固有的表现力，重视材料的自然质感，以满足当代人在高科技时代返璞归真的追求，还要积极探求材料加工的新工艺，拓展材料人为质感的应用，丰富产品的质感表达，为人们的生活提供更丰富的情感体验。在产品创新设计过程中，还要不断地去发掘材料的功能特性并将其合理运用，以此实现设计的突破。

2.材料的功能特性在产品创新设计中的应用

随着信息社会的进步，国家的发展及人们的生活方式都在迅速地转变着，这些都离不开产品的创新。那么如何创新就成为设计师们关注的首要问题。创新是一个有特定目标的过程，是对现实的一种突破，它有时可以理解为天马行空的即兴发挥，但有时却是从一个小小的改善开始的，如在原有的产品上进行研究、探索。设计师的探索在常人看来是很自然的东西，通过对固有材料的创新使用，能够创造出一种新的形态、新的功能及使用方式。例如，2010柏林设计节获得设计界三大奖项之一的“胶带装置”，它仅仅通过采用最普通的胶带，探索出一种新的建筑结构与社交方式(图2)，一直以来人们只知道透明胶带具有粘贴、固定的作用，而该设计不仅充分挖掘了材料的表达潜力，还创造出令人惊喜的、全新的材质效果，使普通的胶带具有超出人们想象的坚固性及支撑力，可见，材料的功能特性在产品创新设计中的重要性。

创新的承载在于产品以及产品带给人们的消费体验和生活体验。随着科技的进步，人们拓宽了材料的领域，可以说，没有什么材料是不可以用的，而是看它适合用在什么地方。因此，在产品设计中，设计师不应受到材料的限制，或者被动的接受现有的研究成果，而应该积极地去研究、去探索新的材料和加工工艺，充分挖掘材料的表达潜力，从而创造出新的产品材质效果。

四、结语

随着社会的发展，人们对产品的要求不仅仅是提供功能的完备、视觉的华丽,更多的是要求情感的交流、情绪的共鸣。在材料日益丰富、技术不断发展的今天，材料的选用在产品创新设计中的地位显得尤为重要。材料与产品设计之间是相互作用的，有时一种设计促进了工艺的改进，实现了产品特有的功能或形式;有时一种新工艺、新材料又能反作用于设计，激发更多的创意灵感，促使设计的升华。[3]可见，将产品设计与材料创新设计相结合，进行新产品的创新开发工作，加强对固有材料、新材料、新工艺的认识，结合产品创新理论，创造性地发掘材料在产品设计中的潜力及其功能性，不仅能够提出很多有价值的设计方案和技术改造思路，还能创造一种新的生活方式及体验。

[1]赵辉.材料新世界[J].设计杂志，2010(8): 32.

[2]何人可.工业设计史[M].北京：北京理工大学出版社，2000:20.

[3]魏小利.概论材料与产品设计之关系[J].山西科技,2008(1):9.

Innovative Production Design Based on Material Characteristics

LANG Li-juan，JIANG Wen

(School of Arts Design, Guangdong University of Technology, Guangzhou, Guangdong 510090, P. R. China)

Key words: material; perceptional characteristics; functional characteristics; material innovation; innovative product design

(文字编辑:贾俊兰 责任校对：邹红)

收稿日期：2011-07-15

 基金项目：广东省科技计划项目“广东省工业设计公共服务平台和体系建设”(100057)。

 作者简介：郎丽娟(1985-)，女，汉族，硕士研究生;主要研究方向：工业设计。

引文格式：郎丽娟,蒋雯.基于材料特性的产品创新设计[J].广东工业大学学报(社会科学版)，2012，12(1):77—80.

作者：郎丽娟 蒋雯

材料创新产品设计论文 篇3：

光致变色材料在产品设计中的运用

摘 要：本文通过光致变色材料在产品设计案例分析与总结，意在为设计人员在探索与应用光致变色材料时提供一定参考的途径与方法，以此来促进设计人员对光致变色材料积极应用。从产品设计角度出发对光致变色材料在产品设计中经典应用案例进行分析与总结。结合对经典案例进行分析与总结，将光致变色材料在产品设计中的应用划分为三种设计思路，并且这三种设计思路是呈层层递进关系。三种光致变色材料设计思路可为设计人员在对光致变色材料设计应用时提供一定参考，并且在一定程度上防止材料应用创新庸俗化。

关键词：智能材料 材料应用 光致变色材料 产品設计 案例分析

智能化是当今社会发展的一大趋势，而智能材料的应用与设计是实现智能化的重要组成部分。智能材料最早发迹于航空航天领域，但随着技术的不断进步智能材料的应用已经不仅限于与机器人技术、电子技术和生物制造技术等技术相交织应用于高科技领域，智能材料开始被应用于日常生活中，给产品带来新的设计维度的同时给予用户不一样的体验。

在智能材料中人们通常把对太阳光刺激作用下产生可见的光学性质变化，并发生相应色彩变化的材料称为光致变色材料{1}，因其具有对周围环境产生色彩响应的特点又被许多人称为“变色龙材料”。在光致变色材料的相关研究中多是从材料的制备技术与工艺角度出发对材料进行探讨。虽然近几年来一些设计人员也从会展设计角度{2}、服饰设计角度{3}以及建筑设计角度对光致变色材料的应用进行相关设计探索，但在这些探索中主要探讨的是如何利用光致变色材料变色效果来提升产品个性，关于显色智能材料如何更好地转化为产品这一重要环节少有描述，如何创新应用光致变色材料使其避免庸俗化是材料应用关键。基于目前对于光致变色材料研究现状与智能材料应用“热”这两点，通过分析与总结相关经典应用案例深入挖掘其应用方法与途径，为日后设计人员对光致变色材料设计应用提供一定参考。

一、光致变色材料简介与国内应用现状

1.简介

对光致变色材料准确的定义是电磁辐射在一种或两种方向上，引起具有不同吸收光谱化合物的两种形式之间的可逆变换{4}，即有太阳光(UV光)照射时材料呈有颜色的显色状态，无太阳光(UV光)照射时材料呈无颜色的脱色状态，根据太阳光进行两种状态的可逆颜色变化。

现如今市场上多采用微胶囊化光致变色材料进行设计应用，不同于其他光致变色材料，微胶囊化技术采用各种高分子化合物连续薄膜将光致变色分子完全包裹起来{5}，使光致变色材料具有更好的稳定性与耐用性。

2.国内应用现状

(1)服饰与包袋领域

在服饰包袋领域，光致变色材料多是与纺织材料制造技术创新结合的应用方式，其主要应用形式为两种：1.作为纺织印染染料，在服饰与包袋产品上印染具有个性化的感光变色图案，并且将常规染料与变色染料相结合做出“白描”与“上色”两种视觉效果;2.将光致变色材料与纺织材料纤维相结合产出变色纺线并织成光致变色布料以此为原材料来设计具有变色效果的服饰与包袋。前者应用方式较后者更为简单且制造成本更低，是现如今主要应用手段与呈现形式。

(2)日常消费领域

光致变色材料除了被广泛应用于服饰包袋类产品设计中，其也被应用于我们日常生活之中，如较为常见的汽车车膜、防晒眼镜、变色手环饰品、变色指甲油等。光致变色材料的日常化应用，以颜色的可变性丰富了我们日常生活，使我们生活更为便利的同时拥有更特别的材料体验感。以太阳眼镜为例，其可以根据紫外线照射强度等级进行自我色度调节，从而给予使用者便利。

二、光致变色材料在产品设计中的优势

材料是创造产品个性影响产品体验的重要因素，光致变色材料相较于以往传统材料，它能对太阳光刺激做出颜色效应的变化，打破大家对材料的颜色只是它本身颜色的认识{6}，给人变色前后不一样的视觉体验感，赋予产品视觉化个性。在材料功能特性方面，光致变色材料可以对不同程度紫外线光做出不同程度的颜色强度变化，具有一定监测紫外线传递信息的效应。当光致变色材料置于产品中被使用者在不同环境(不同强度紫外线)下使用可以产生不同的显色效应，从而将人置于产品和环境的交互之中，提升互动产品的体验感。

三、光致变色材料在产品设计中的创新应用方法

1.丰富材料感官特性内涵

现如今市场上大多数对光致变色材料应用多是将光致变色材料印染或注塑于产品之中，使产品起到一定变色视觉差异，提高产品个性化从而吸引消费者购买。这种应用方式只是单纯的从材料视觉特性角度出发给予用户一定感官体验，这种感官体验层级是较为浅显的，并未通过视觉感官体验引起用户在使用产品时产生情感共鸣。优秀的产品设计应是在给予用户良好的感官感知的同时引发用户关于对产品的思考、喜悦、满足等情感。

与国内相比，国外设计师对光致变色材料的设计应用多将光致变色材料的变色特性与产品设计理念深深融合在一起，使产品具有趣味性的同时还传达出设计师所想表达的设计内涵，让使用者在拥有感官体验的同时还由此产生一定情感联系，如2019年以色列设计师Saatchi&Saatchi为Shikun&Binui公司设计的“太阳能印刷”平面广告以此来促进绿色能源。杂志在无阳光照射时是一个单调的黑白素描，将它们放置阳光下，黑白素描开始呈现出百花盛开的场景并产生一行文字“看看你从中受益多少”。这个设计照应绿色能源太阳能能给予人们“彩色生活”设计理念，用新颖且具有趣味性的手段呼吁人们对绿色能源的支持，并引起人们关于环保的情感联系与思考。

由此经典案例可以总结出在利用光致变色感光变色的材料视觉特性时，应分析材料与产品之间存在何者联系。首先，从材料角度出发分析引起材料变色的机制，从而分析与此机制相关的产品;其次，再从产品角度出发挖掘所设计的产品所要传达的理念;最后，将设计理念与材料的感官特性相结合，根据设计需求具体分析呈现方式。

2.重视材料功能特性，打破常规应用范围

多数对光致变色材料应用是从视觉感官角度出发对其进行设计应用，忽视了光致变色材料变色所带来的功能性。光致变色材料功能性在产品设计应用可以从两方面入手：1.通过光致变色感光可以使材料从无色到有色的材料特性，起到一定遮挡阳光的功能;2.通过对不同等级的紫外线照射的感应产生颜色强度变化，对紫外线具有一定检测功能。虽然对这两大功能在太阳眼镜和防晒服上都有一定应用体现，但是这也在某种程度造成了设计人员思维定式，认为光致变色材料只能在玻璃制品和服装这两大范围中进行应用。

在2013年，Orproject设计公司使用光致变色材料与多边形透明材料相结合设计出Or2冠层结构，其将光致变色材料两大功能进行整合思考，在对太阳光线所照射的位置与强度进行描述的同时通过变色起到遮挡阳光的效果。白天冠层结构被阳光照射时，表面产生色彩并在不同照射角度下产生不同效果，成为一个遮阳设备。晚上阳光照射消失时，冠层结构呈半透明白色，成为一个枝形吊灯，散发着白天集成光伏电池所收集的光线。Or2冠层结构在给予人们形式美与感官体验的同时，也具有一定实用性。

在东京大学所设计的光致雕塑从另一种角度给人们展示了光致变色材料的设计应用可能，变色雕塑主要由两部分组成：一是表现部分，其由涂有光敏变色材料图案的透明板构成;二是光控部分，在需要时提供紫外线光源。当紫外线照射表现部分产生色彩图案，反之紫外线被遮挡时，彩色图案重新脱色变为透明。通过改变紫外线的投射方式，可以产生不同图案{7}。该雕塑利用二维光致变色平面创造出一种三维立体效果。此种设计不仅可以应用展示产品设计中还可以运用于交互设计中，并且其可以从本广告低成本与可持续显示技术角度对其设计应用进行思考。

对上述经典案例分析总结得出(如图7)第二种设计思路，即在运用光致变色材料进行设计时可以对光致变色材料变色所带来的功能性归纳为三种功能：1.遮挡阳光;2.监测紫外线传递信息;3.感光变色交互性。运用头脑风暴法对这三种功能所能涉及的产品进行排列，如感光变色交互功能可以运用于户外显示装置广告牌设计中，提出节能、环保、多角度设计理念等，并结合材料感官特性具体分析一天中阳光照射角度与广告牌的位置关系、阳光(UV光)照射强度与光致变色材料显色强度关系，以此确定产品最终的变现形式。

相较于上设计思路一，设计思路二不仅包含了光致变色材料的功能特性还运用到设计思路一中所得出的方法，是更深层级的材料应用设计。

3.重视材料“跨界联合”应用

2019年具有炼金术士和神秘学家之称的Lauren Bowker设计了一系列对环境有反应的着色剂和混合物组成的产品，其灵感来自于药用和美学用途的古老化妆品。在这一系列化妆品中Helio Veil产品结合光致变色材料，当产品喷到皮肤上时形成隐形雀斑，在阳光下改变颜色提供自然的阳光亲吻外观，给人以回归自然，自然亲近的感觉，创造出一种可以给予阳光亲吻的同时也可以保护皮肤设计理念。

根据Lauren Bowker设计，笔者提出关于光致变色材料第三种设计思路(如图9)：将光致变色材料与其他材料相结合，并通过相关实验等方式产出“新材料”具体分析“新材料”的感官特性与功能特性并分别提出其可被应用的相关产品设计，并对二者进行叠加分析取二者都可涉及到的产品，提出相关设计理念分析具体产品表现形式。

设计思路三相较于前两个设计思路更具有创新意义，这种设计思路不仅在一定程度上扩大了光致变色材料的应用范围，还拓展其他材料的材料维度，使其变得更加“智能化”。在产品设计中，材料应用形式应是多种多样的，设计人员应尽可能尝试对已有且技术较为完善的新材料进行探索式研究与设计，挖掘光致变色材料与其它材料相结合的可能性，拓宽与丰富材料维度的同时并对产出的新材料进行创新的设计应用。

结语

智能材料“热”是未来材料在产品设计应用的一大趋势，光致变色材料作为智能材料中具有良好潜力的材料之一，设计人员应积极抓住这一趋势挖掘材料潜力，创新材料跨界联合，丰富材料感官内涵，提高材料应用的功能性，拓宽光致变色材料应用领域，设计更多具有智能维度的产品。

注释：

{1}Marinella Ferrara and Murat Bengisu.Materials that Change Color[J]. Springer Cham，2014：81-100.

{2}徐博.淺析光致变色材料在会展设计中的运用[J].艺术科技，2017(2).

{3}黄丽萍，周捷.基于光致变色材料的运动文胸设计与应用[J].纺织科技进展，2018(7)：50-55.

{4}Heinz Dürr，Henri Bouas-Laurent.Photochromism： Molecules and Systems[M].Elsevier Science Limited：T. H. Bouas-Lauren，2003.

{5}邢颖，李文骁.光致变色防伪材料研究进展[J].染料与颜料，2017(6).

{6}Anthony Dunne.Hertzian Tales： Electronic Products，Aesthetic Experience and Critical Design[M].The MIT Press，2008.

{7}Tomoko Hashida，Photochromic sculpture： volumetric color-forming pixels[C]. Emerging Technologies Proceedings，2001.

作者：臧凤锐