材料创新设计:性能美学的边界突破

信息交互设计研究

2025-12-08 13:15:00

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引言:在科技与艺术深度交融的当下,材料创新设计正站在时代前沿,不断突破性能与美学的边界。传统材料设计往往侧重单一性能提升,或单纯追求外观美感,而如今,二者融合成为新趋势。材料性能的突破是创新设计的基石,科研人员借助先进技术,研发出具备高强度、高韧性、耐高温等特性的新型材料,满足航空航天、生物医疗等多元领域需求。与此同时,美学元素的融入赋予材料独特魅力,从自然纹理的复刻到未来感色彩的调配,让材料不仅是功能载体,更是艺术表达。当性能与美学携手共进,材料创新设计打破常规,开拓出无限可能。它不仅重塑产品形态,更改变人们的生活方式与审美观念。



01

ISPO Textrends 2025获奖材料

Design by慕尼黑展览有限公司

作为ISPO 2025的一部分,ISPO Textrends奖由纺织专家Louisa Smith颁发。来自体育、户外和纺织领域的国际专家评估了2027/28秋冬季最具创新性的材料,旨在表彰那些将功能性、设计与可持续性结合至最高水平的产品。


耶尔.073.0369

JER073.0369 - Carvema Têxtil,lda


贴肤面料,具备体温调节、湿度管理、抗菌特性和皮肤舒适性,非常适合T恤和内衣。

成分:85% 微模态,5% 丝线

重量:106克/平方米,宽度:150厘米

建设:泽西,收尾:Young Skin(年轻皮肤)

应用:T恤,内衣

描述:奢华柔软的芦荟色质保护皮肤并保湿。防静电、透气,能提供轻微的昆虫叮咬保护。非常适合敏感或阳光暴露的皮肤。持久柔软、多功能,促进血液循环和健康——非常适合日常穿着和贴近皮肤的使用部位。


仿生羽绒 - 安大(中国)有限公司


具有温控、耐用性和环保特性的绝缘材料——从中空合成材料到中空。

成分:70% 聚酰胺,30% 聚酯

应用:夹克

描述:创新的中空纤维绝缘材料,采用“珍珠棉”结构。结合三维压接聚酰胺纤维与空心聚酯纤维,保证持久的保暖和体积。即使多次洗涤,材料依然蓬松,防止结块,并具有调节温度的特性。高弹性纤维构建稳定的框架,而聚酯纤维则填补缝隙——舒适、性能与可持续性的完美结合。


NB250362DR - TANBOER GROUP CO., LTD.


技术膜和涂层具备抗紫外线、防水、拉伸性和时尚设计,通常分为2到3层。

描述:高性能防水层,具有极佳的透气性、弹性和防水性。适合户外服装,能抵御恶劣天气,兼顾性能与时尚设计。

MBHR13 - 福建日岛纺织科技有限公司,LDT


超轻、高耐久性面料,具备弹性、防水、防风和耐磨功能,非常适合户外夹克。

成分:100% 聚酰胺66

重量:22克/平方米,宽度:148厘米

建设: 防撕裂

应用: 夹克,轻便夹克

描述: 超轻、耐磨、防撕裂、软手柄、色彩丰富,为户外活动提供功能性保护。非常适合运动和休闲。


MP-P1065-1 - 新孔纺织


抓绒和轻质防护面料,配备先进的保温管理、天然和再生纤维、弹性舒适和紫外线防护。

成分:100%再生聚酯

重量:340克/平方米,宽度:155厘米

建设:精致针织,表面处理:生物吸汗

应用:毛衣,T恤

描述:采用100%回收聚酯纤维制成(20%废弃物,80%PET瓶),快干、防紫外线、透气且耐用。华夫结构具备尺寸稳定性、湿度管理和细腻顺滑的手感——完美结合了生态责任与性能。


REF-163 / SY-2771 / SY CABLE 2D WOVEN 4MM - SY SUKYOUNG


轻质、耐磨且可回收的材料,用于背包、鞋子和夹克等设备。

成分:90%再生聚酯,10%电缆(聚酯)

重量:610 克/平方米,宽度:91.44 厘米

结构:二维编织

应用:背包、鞋子、夹克

描述:独特自动化织物,生产质量高,图案、颜色和成分可定制。相比手工制造工艺,成本效益高且耐用,非常适合户外设备。


XS-Y0058-1 - 新孔纺织


轻质的城市性能面料,采用回收聚酯纤维制成,具备弹性、防紫外线、反光和防水功能。

成分:90%再生聚酯,9%聚酯,1%氨纶

重量:106 克/平方米,宽度:133 厘米

建设:西尔萨克,完成度:8010 DWR

应用:裙子,轻便夹克,衬衫,裙子

描述:可持续、透气、反光、紫外线防护、防水。细丹尼尔纤维产生空气对流,带来轻便舒适。伸展以保证活动自由,耐用耐用——非常适合都市表演造型。



02

宝马iX Flow

Design by:宝马汽车有限公司


纯电动BMW iX的前格栅表面的化学聚氨酯保护膜涂层能够提供自主修复功能,只需静置24小时或加热5分钟,便能令细小划痕消隐无踪。

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科思创支持 BMW 创造 iX 纯电动 SUV 标志性前格栅。该系统采用基于 Makrofol® UV244 制成的局部薄膜嵌件实现除霜功能。在高压成型前将加热丝连接到薄膜上,通过将薄膜嵌件与 Makrolon® AG2677 树脂进行背部注塑得到最终工件。

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此外,宝马iX Flow的表面涂层含有数百万个油漆微胶囊,其直径相当于普通人类头发的粗细。每一个微胶囊都含有带负电荷的白色颜料和带正电荷的黑色颜料。根据所选的设置,通过电场的刺激导致白色或黑色颜料聚集在微胶囊表面,为车身提供所需的颜色,因此从技术角度来看,目前可以实现两种颜色的变换。

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03

MXene基柔性导电纤维

Design bySAMOO Architects & Engineers

在智能纺织和可穿戴电子快速发展的今天,一根细小的纤维不再只是物理意义上的“线”,而是可能承载电路、传感和能量存储的多功能单元。如何让纤维“导电”又保持柔软,是一个典型的高分子物理与材料加工交叉问题。近年来,新兴二维材料 MXene(Ti₃C₂T_x 等) 凭借高导电性、可表面修饰性和与高分子良好的界面相容性,被广泛应用于柔性导电纤维与智能纱线的研究。


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Ti₃C₂T_x 等 MXene 具有接近金属的导电性与二维片层结构,利于形成连续导电网络。具体来说,Ti3C2Tx 的电导率高达 10,000 S cm−1,其体积电容超过 300 F cm−3,大于水性石墨烯凝胶膜(255.5 F cm−3)和有机电解质(261.3 F cm−3)。
末端含 −OH、−O、−F 等基团,便于与聚合物基体、天然纤维或界面粘接剂发生作用,从而提升机械/电学协同性能。


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一般来讲,我们可以通过弹性模量(G')、粘性模量 (G”) 和 G' 与 G” 的比率 (G'/G”) 来研究MXene分散体的流变性能。当G'/G”<1时,MXene分散体可以通过旋涂、喷涂等方法扩散均匀地涂覆在基底表面。当G'/G”>1时,可以利用湿法纺丝等高黏度加工技术将MXene分散体制备成MXene纤维,为可穿戴电子领域带来新的活力。


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将 MXene 与聚合物溶液/凝胶共混后纺丝,形成内嵌或包覆型导电纤维。

优点:可控装载、力学一体化;缺点:分散与片层重叠(restacking)需要抑制。



04

Re: Flex

Design by:北京上品极致产品设计有限公司、海底捞

记忆果冻(Re: Flex)是一种可重新配置、可编程的复合材料,它可以根据热量改变形状。这种材料的灵感来自大自然,具有半透明的外壳和色彩鲜艳的核心。与传统的形状记忆材料不同,Re: Flex不是由单一材料制成,而是一种新型混合材料,它结合了两种通常不表现出形状记忆的材料。这种材料可以在低温下大规模制造,具有可逆固定、热致动和无限贴合等特性。

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记忆果冻可以用于健康领域,制作可清洁、可调整并可以重复使用的石膏模型,提高患者的舒适度和便利。

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记忆果冻还可以用于自行车座椅,通过加热和扭曲,使鞍座更加舒适并与骑车者的身体轮廓贴合。

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在家具制造中,它可以用于制作平板包装家具,通过加热展开,节省组装时间。


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