CMF设计储备：10种「可持续」新材料鉴赏

好的设计离不开材料创新。一个优秀的CMF设计师除了能把控汽车配件的材质、质感之外，也会自驱地去了解一些新材料形成自己的储备库。

本文将展示10种可持续新材料的灵活应用，希望有助于你以后设计过程中的对于材料的考量，以此为未来汽车设计事业的全面发展提供重要的保障。

我们平台目前最新成立了生物基及可回收等环保材料交流群，群体组成分为产品应用端企业与材料工艺厂商。旨在汇聚一批专业人士，围绕环保材料进行专业交流及资源对接。有涉足此行业的朋友可+vxCMFDESIGN008，备注“环保材料”。

01 / 海藻酸钙

微囊化生物材料

Calgina是一种微囊化生物材料，这种橡胶状材料柔韧、光滑、透明、防水，并具有出色的热性能。这种基于海藻酸钙的材料耐高温，可用作阻燃表面。除了这些特性外，它还完全基于生物、可生物降解，并使用能耗极低的软化学工艺。

海藻酸钙源自褐海藻，是一种化学物质，添加其他天然化合物，如茶树或广藿香精油，以增强材料的放松特性。

成分表：海藻酸钠、氯化钙、水、螺旋藻、广藿香、茶树

软化学（chimie douce）制造工艺，一种类似于自然生物系统中发生的化学反应，这意味着它可以在环境温度下聚合，无需任何热源。

这种溶胶-凝胶工艺（从小分子生产固体材料的方法）分为六个步骤：水解、聚合、凝胶化、干燥、脱水和致密化。当海藻酸钠聚合物与氯化钙接触时，材料会形成胶凝。离子钙取代离子钠并交联藻酸盐聚合物网络。在此过程中，可以封装天然化合物，例如精油或纳米颗粒，以向材料添加功能。

02 / 螺旋藻 

微生物

微藻，进行光合作用的微生物：它们吸收二氧化碳并将其转化为氧气。藻类产生了世界上超过 50% 的氧气。他们净化废水，并有能力修复其周围的土地、水和空气。螺旋藻是斋浦尔常见的一种蓝藻。

斋浦尔是印度一座以其丰富的纺织遗产而闻名的城市，尤其是手工刻版印刷。版画在这个城市的当地社区中发挥着重要作用，支持着成千上万的熟练工匠。

虽然历史上该行业过去使用天然和本地染料，但现在该行业几乎完全使用合成和人造染料，这些染料会导致全球变暖的有害影响，并因其有毒化学成分污染当地水道、湖泊和土地。

成分表：螺旋藻，藻酸盐基增稠剂，阳光制作者：阿斯塔波达

该项目探索了微藻，一种多产、廉价和吸收碳的负碳替代品，如何生产手工制作的纺织品，并在生产过程中捕获的碳比排放的碳多。

03 / 咖啡袋 

艺术装置

受到林地地区真菌和自然生长的有机美学的启发，通过常春藤、咖啡袋材料内的蘑菇，艺术家Studley希望在森林中创作一件特定地点的艺术作品。

该装置选取来自当地的草籽和觅食的苔藓。在整个展览过程中，草丛茂盛，蘑菇开始从觅食的苔藓中生长出来。

3 个月后，这件作品被埋在地下，进一步腐烂，然后又回到了创造它的土地上。该装置希望展示自然材料在艺术中的使用，然后逐渐回归地球。

成分表：咖啡袋、钢、天然亚麻线、土壤、粘土、稻草、草制作者：凯特·斯塔德利

04 / 菠萝废料 

Sustrato

Sustrato 是一个将菠萝工业废料转化为四种不同的生物材料和可持续产品的项目，这显示了有机农业工业废料用作原材料的潜力。

与其他一些水果和蔬菜的生产不同，菠萝生产商只能从每株收获的植物中获得一种水果，并且是维持整个产业的唯一货币产品。此外，占收获产品 75% 的菠萝植物叶子通常被丢弃，被认为是主要残留物。因此，每个生产公司每天丢弃大约一吨菠萝叶。

而且，菠萝生产商目前没有废物管理系统。他们只会在生产场地堆放废物进行降解或通过垃圾车将其丢弃。因此，这种不受监管的做法会产生不同的问题，例如温室气体排放的产生、土壤 PH 值的变化、影响附近作物的害虫增加，甚至会引发可能影响工人的传染病。

通过长期的实验和测试过程，开发出了4种由菠萝叶纤维和甘蔗渣制成的生物材料：毡、生物塑料、团聚材料和绳索。

毛毡和结块材料由提取的菠萝叶纤维制成。它们在降噪和回弹方面表现出出色的特性。因此，针对每种材料设计了一些吸声产品。那些可以降低10db以上，而市场上的同类产品（合成和天然）仅降低4db左右。

生物塑料由菠萝叶甘蔗渣和天然粘合剂制成。它是一种可渗透、半透明的材料，降解时间不超过两年，是固体产品包装的理想材料。此外，该材料可以用热和湿气密封，因此不需要额外的添加剂。

绳索也是由菠萝叶纤维制成，强度高。它比市场上类似的天然绳索更柔软、更轻。

成分表：菠萝纤维、菠萝叶甘蔗渣、天然乳胶、酪蛋白、无花果汁和明胶

制作者：安德里亚·迈克尔·德拉佩尼亚·阿吉雷

05 / 鸵鸟毛 

羽毛面料

鸵鸟毛在 19 世纪曾经是一种非常有价值的商品，因为维多利亚和爱德华时代的女性都在寻找大羽毛来装饰她们华丽的帽子。但从那时起，羽毛就失宠了，现在它的主要用途是去除灰尘或用于俗气的狂欢节服装。

目前，在世界范围内的鸵鸟养殖业中，这种动物的主要目的是仅仅一年后就被屠宰，以获取营养丰富的肉。

鸵鸟养殖业需要改变，引入一个替代产业，只保留鸵鸟的羽毛，这可能意味着它们可以过完整的生命周期，同时提供长达 35 至 40 年的羽毛而不会降低质量。

从鸵鸟身上采集羽毛是去除死去的物质，相当于剪指甲不会给鸟类带来任何痛苦。它是一种非常实用的室内纺织品，也是时尚界的一种新解决方案，作为新的“皮草”，没有通常与皮草相关的任何死亡。

只选择天然的无色羽毛，移除中心轴，并且仅使用柔软的线状小枝，可以将羽毛组合成纱线，然后编织成织物。

在织物中使用羽毛不同于目前在时装业中使用鸵鸟羽毛的方式（通常只是缝制或粘在织物上作为装饰）。羽毛的透气、可洗、柔软、温暖和令人难以置信的轻质地意味着它们可以以多种实用方式使用。

通过这些带羽毛的纺织品创造一种新的工艺，它不仅可以挽救许多动物的生命，还可以创造一个具有经济价值的新产业。

成分表：天然鸵鸟毛（来自南非）、生物棉（来自荷兰）（替代品也使用来自南非的 kid mohair）

06 / 纤维素 

生物虹彩亮片

在当前的时装和纺织系统中，刺绣行业受到不可持续材料选择的限制。珠子和亮片在工业上由低成本的石油衍生塑料制成，这已成为我们一次性社会中无处不在的商品。

亮片因其闪亮的效果而备受喜爱，但其中含有有毒和致癌的化学物质。它们通过制造场所、服装厂、消费者使用以及最终的报废处理泄漏到环境中。

不幸的是，从底布中回收亮片也是不切实际的。因此，这些微小的塑料成分带来了巨大的环境问题，并在很大程度上造成了微塑料污染。

生物虹彩亮片是有害塑料亮片的整体替代品。完全由纤维素制成，纤维素是存在于所有植物中的最丰富的植物基聚合物，材料的来源和可堆肥性质形成了一个生物圈。纤维素是一种高度可再生、丰富且碳封存的原材料，可提供功能性、经济性和环境效益。

这些亮片的灵感来自五颜六色的甲虫和蝴蝶翅膀闪烁的虹彩，它们是自然发生的生物生命周期的一部分，这些亮片通过其固有的纤维素结构产生了五颜六色的效果。

照射到这个结构上的光会反射成充满活力、闪闪发光的颜色，这种现象也被称为“结构着色”。

通过这种方式，生物虹彩亮片不含石化产品、金属或颜料，成为无毒且不褪色的替代品。

成分表：纤维素

07 / 灰、蛤壳、石英砂 

灰烬提取

FROM THE ASHES 作为一种新玻璃，通过使用迄今为止没有任何价值的废物发现了无限的供应链：披萨面包店的木灰和海鲜餐厅的蛤壳。

这些可再生原材料在许多城市大量供应，且至今都在被丢弃。（日益稀缺的材料石英砂尚未被替代。）

与混凝土和其他高消耗量材料相比，新玻璃可以无休止地回收利用。它甚至可以再次研磨成沙子，这意味着如果添加剂无害，则该材料处于封闭循环中。

废物是从当地餐馆收集的。

成分表：比萨饼烘焙灰、蛤壳和石英砂

08 / 电子废玻璃

Common Sands – Forite

尽管通常与海滩和游乐场相关联，但沙子是我们技术驱动型社会持续运转所必需的资源。

此外，沙子是玻璃的主要成分。沙子是硅微芯片、光纤电缆、绝缘材料和太阳能电池生产中不可或缺的一部分。

尽管在提取、运输、提炼和加工沙子以制成复杂的电子元件方面付出了巨大努力，但当电子产品达到使用寿命时，很少对这些元件进行回收利用。他们只能被丢弃在垃圾场。

通过许多原型和变体，Studio Plastique 和 Snøhetta合作开发了一种回收电子垃圾玻璃组件的工艺：玻璃砖。

这些玻璃砖由微波炉回收的玻璃制成，有两种不同的尺寸。玻璃砖既不透明又透明，每个都有独特的图案。

Forite 玻璃砖适用于建筑室内和室外使用，它们由 100% 玻璃制成。玻璃砖的独特图案是由于从电子废物中回收的玻璃成分中存在金属氧化物。

成分表：电子废玻璃

09 / 生物聚合物凝胶

Biocraft

Biocraft 将生物聚合物凝胶和数字处理相结合，生产完全定制的材料，旨在为石油基塑料补充碳捕获、植物基替代品。

通过碳封存，生物聚合物在凝胶中结合二氧化碳和挥发性有机化合物，Biocraft 材料可以清除空气中的有害温室气体。

Biocraft 的碳吸附材料的生命周期旨在模拟我们星球的自然碳循环。一旦饱和，材料可以安全地在花园、堆肥箱或其他有机处理场所进行处理，在那里它会自然降解，将捕获的碳返回地球，改善土壤质量并促进生长。这个过程自然发生，不需要处理合成材料和商业生物塑料所需的多余能源或资源。

通过使用定制软件，Biocraft 凝胶被精确地 3D 打印，从而形成一个完全定制的材料库，这些材料在质地、弹性、不透明度、图案和刚度等质量上各不相同。

此外，这些生物凝胶可以浸渍添加剂，如天然颜料以增强活力和颜色，以及结构浆料以增加设计用于生产耐用品（如家具）的材料的拉伸和压缩强度。

两个案例研究，碳凳和生物瓷砖展示了 Biocraft 的材料和生物数字方法的美学和性能多功能性。碳凳是一种轻便、耐用且完全碳捕获的家具。

Biocraft 采用植物基生物聚合物，与数字工艺配对并为非标准 3D 打印而配制。生物聚合物材料可以在计算机中进行数字模拟，并以复杂的形式完成高精度3D 打印。

成分表：碳隔离生物聚合物凝胶

10 / 茶叶废料

Ta.mi 

Ta.mi 是一种用茶叶废料制成的新材料，在土耳其当地制造以建立可持续性和循环性。它重量轻，由天然成分制成，用作可以改善个人健康的吸音器。

土耳其以平均每人每年 1300 杯的茶消费量位居世界第一。它是土耳其最多的饮料，在日常生活中造成了巨大的浪费。

根据总部位于德国的 Mimi Hearing Technologies 编制的噪音和平均听力损失率图表，伊斯坦布尔在 50 个城市的名单中排名第 48 位。居住在伊斯坦布尔的人的听力水平比他们大 18.3 岁。

Ta.mi 桌子将人们聚集在一起，同时也起到吸音器的作用，带来更健康的生活环境。

在土耳其语中，Ta.mi 的意思是一组相互靠近的茶树。茶树聚集在一起时会形成一种称为塔米的波浪图案。

凹形、多孔表面和表面之间的空隙比平面或凸面更能吸收噪声。

成分表：茶渣、水、明胶、甘油