材料 | 這幾種材料,見證了人類歷史的發(fā)展!
材料成就了文明、社會(huì)進(jìn)步、信息革命……但我們還有更多期待!
從遠(yuǎn)古到今天,材料也在充當(dāng)推動(dòng)社會(huì)歷史發(fā)展的關(guān)鍵角色。有的材料開疆辟土,成為一個(gè)時(shí)代的烙印;有的材料鞠躬盡瘁,默默繪制著它所在時(shí)代的輪廓。如今,工業(yè)設(shè)計(jì)師們的參與,讓材料在更多的應(yīng)用領(lǐng)域開出了新花。
人類歷史發(fā)展起點(diǎn):木材
早期的人類離不開森林,木材是唯一一種伴隨著人類歷史發(fā)展而一直存在的材料,從數(shù)百萬年前的非洲一直延續(xù)到現(xiàn)在。曾經(jīng),我們的原始物質(zhì)世界幾乎全部是木材,原木、木棒、樹皮、樹枝、竹子及其他木質(zhì)工具。

掌握木材加工技術(shù)讓人類能夠?qū)⒑恿骱秃Q髲牡茸璧K變成道路;即使小木材也可用來建造柵欄、屋子和墻壁以及床、椅子、籃子和桶等生活用品。從20世紀(jì)開始,加工技術(shù)使木材的應(yīng)用拓展到全新的形式,包括切片,層壓板,實(shí)木顆粒和木質(zhì)芯片等。


新石器時(shí)代文明:陶瓷
新石器時(shí)代,以使用磨制石器為標(biāo)志的人類物質(zhì)文化發(fā)展階段。人類開始從事農(nóng)業(yè)和畜牧,將植物的果實(shí)種子加以播種,并把野生動(dòng)物馴服以供食用,人類不再只依賴大自然提供食物,因此其食物來源變得穩(wěn)定,同時(shí)農(nóng)業(yè)與畜牧的經(jīng)營也使人類由逐水草而居變?yōu)槎ň酉聛恚?jié)省下更多的時(shí)間和精力,而人類亦已經(jīng)能夠制作陶器、紡織,在這樣的基礎(chǔ)上,人類生活得到了更進(jìn)一步的改善,開始關(guān)注文化事業(yè)的發(fā)展,使人類開始出現(xiàn)文明。

陶瓷存在與否是社會(huì)發(fā)展程度最基本的指標(biāo)之一。在“無陶器”社會(huì),幾乎沒有儲(chǔ)存食物或水的方法。因此,在學(xué)會(huì)燒制黏土之前,社會(huì)的農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)模非常有限。


公元前6000年:青銅
銅是人類廣泛使用的第一種金屬。這種金屬通常從礦石中還原出來,質(zhì)地相當(dāng)柔軟,使用上不具優(yōu)勢。青銅是紅銅和錫或鉛的合金,因?yàn)槠溲趸镱伾嗷遥拭嚆~。青銅文明,在考古學(xué)上是以使用青銅器為標(biāo)志的人類文化發(fā)展的一個(gè)階段。中國青銅器是中國在夏商周時(shí)期的文化與科技的代表,具有特殊的社會(huì)地位,是森嚴(yán)等級制度的產(chǎn)物。



公元前2500年:鐵器
鐵器時(shí)代是考古學(xué)上繼青銅時(shí)代之后的一個(gè)人類社會(huì)發(fā)展時(shí)代。其與之前時(shí)代的主要區(qū)別在于農(nóng)業(yè)發(fā)展,宗教信仰與文化模式。即使今天,也沒有比鐵更重要的金屬了,而且鐵已存在近3000年。鐵礦石幾乎分布在世界各地,不同工藝可生產(chǎn)出具有不同特性的材料。從歷史上看,鐵主要有三種應(yīng)用形式:鍛鐵,鑄鐵和鋼。工匠們完全依靠經(jīng)驗(yàn)和觀察,發(fā)現(xiàn)了這些形式并連續(xù)使用了幾個(gè)世紀(jì)。人們直到19世紀(jì)才弄清楚它們之間的差異,尤其是碳的作用。



東漢初期:紙張
在數(shù)千年之前,人類將語言寫在石頭,黏土,木材,布,皮膚和其它表面上。盡管選擇多樣,且電子媒體也不斷興起,但一個(gè)沒有紙的世界對于我們來說也是不現(xiàn)實(shí)的。紙是2000年前中國燦爛文化中最有創(chuàng)造性的發(fā)明之一。從植物、布料中得到纖維,通過浸潤過濾掉腐爛部分,它們可以重構(gòu)成隨機(jī)纏結(jié)的片材。通過仔細(xì)的加壓成片,直至干燥,之后用淀粉密封成型。最終得到不同柔韌度的紙張。紙的應(yīng)用形式可以有很多,如日本用于燈籠的牛皮紙,用于墻面的壁紙等。



古羅馬時(shí)代:水泥
水泥的歷史可追溯到古羅馬時(shí)代。當(dāng)時(shí)古羅馬人在建筑時(shí),會(huì)把石灰和火山灰混合起來成為建筑原料,是為史上最早之水泥。1796年英國人詹姆士·帕加(James Parker)用泥灰?guī)r燒制一種棕色水泥,稱“羅馬水泥”。1824年英國人約瑟·阿斯普丁(Joseph Aspdin)用石灰石和粘土燒制成水泥,被命名為波特蘭水泥,并取得專利權(quán)。



十七世紀(jì):鋼
盡管在文藝復(fù)興之前很久,人們已經(jīng)懂得使用各種低效的方法來生產(chǎn)鋼,但是鋼的普及化要等到十七世紀(jì),也就是有了更高效的生產(chǎn)法之后。19世紀(jì)中葉,現(xiàn)代平爐和轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的出現(xiàn),使鋼更加廉價(jià),產(chǎn)量更高,在許多領(lǐng)域的應(yīng)用中,使人類真正進(jìn)入了鋼鐵時(shí)代。與此同時(shí),銅、鉛、鋅也大量得到應(yīng)用,鋁、鎂、鈦等金屬相繼問世并得到應(yīng)用。



十九世紀(jì):硅
硅是地球上儲(chǔ)藏最豐富的元素之一,19世紀(jì)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)晶體硅的半導(dǎo)體特性。1948年,巴丁(J. Bardeen)、布拉頓(W. H. Brattain)和肖克利(W. Shockley)發(fā)明晶體管。成為所有現(xiàn)代電子學(xué)的基石和微芯片與計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)。

19世紀(jì)的研究員永遠(yuǎn)不會(huì)知道在下一個(gè)世紀(jì)后半葉,這些半導(dǎo)體將與其他材料一樣深刻地改變世界。
在第二次世界大戰(zhàn)的刺激下,對通信和控制技術(shù)的需求得到了極大的擴(kuò)張,晶體管,開始出現(xiàn)在戰(zhàn)后的歲月里。晶體管首先由非常奇特和昂貴的半導(dǎo)體材料制成,且最初并不容易制造或使用。但是,當(dāng)化學(xué)家發(fā)現(xiàn)如何制造大型和非常純的硅晶體時(shí),大量新的應(yīng)用就出現(xiàn)了。隨著將廉價(jià)可靠的整個(gè)復(fù)雜電路(包括數(shù)字計(jì)算機(jī)的工作)印刷在硅晶片上的技術(shù)的發(fā)展,信息和通信的革命成為可能:這就是一場我們今天繼續(xù)看到的革命。

20世紀(jì)50年代:杜邦材料
杜邦,作為一家科學(xué)公司,在整個(gè)20世紀(jì)執(zhí)全球材料科技之牛耳,一項(xiàng)項(xiàng)耳熟能詳?shù)牟牧习l(fā)明,不斷改善著人們的生活,如尼龍、氯丁橡膠(前合成橡膠)、萊卡、Mylar、滌綸、特氟龍、Kapton、防彈衣面料纖維凱芙拉? (Kevlar?)、消防服阻燃纖維Nomex? 等。1969年7月,第一個(gè)踏上月球的宇航員尼爾·阿姆斯特朗及其同伴所穿的價(jià)值30萬美元的21層宇航服,其中20層均是采用杜邦材料,且插在月球上的國旗也是尼龍做的。

杜邦? Tyvek? 品牌材料是杜邦科學(xué)家于上世紀(jì)50年代發(fā)明的一種無紡布科技材料。Tyvek? 獨(dú)特的生產(chǎn)工藝使它集合了紙張、薄膜、織布的材料特性于一身。似紙,不是紙;似布,不是布;質(zhì)輕卻耐撕、強(qiáng)韌;防水卻透氣;可印刷、易加工;質(zhì)感和紋理獨(dú)特;100% 環(huán)保可回收。

在過去的50多年里,Tyvek? 在不同的工業(yè)領(lǐng)域?yàn)榭蛻籼峁┲咝У陌b與防護(hù)方面的高性能解決方案,包括個(gè)人防護(hù)、醫(yī)療包裝、建筑維護(hù)以及工業(yè)包裝與印刷。

二十世紀(jì):新材料
與傳統(tǒng)材料相比,新材料具有更優(yōu)異的性能。如超材料、超導(dǎo)、氣凝膠、生物基材料、納米材料等,它不以生產(chǎn)規(guī)模,而以優(yōu)異性能、高質(zhì)量、高穩(wěn)定性取勝的高知識、高技術(shù)密集型為特點(diǎn)。


歷經(jīng)萬年之久,跨越整個(gè)地球,各種各樣的材料出現(xiàn)在我們的世界,塑造著我們的生活。每位研發(fā)、生產(chǎn)和使用材料的個(gè)體都用自己的智慧參與歷史的進(jìn)程。尤其是設(shè)計(jì)師的參與更是讓材料在許多應(yīng)用領(lǐng)域開出了新花。
后疫情時(shí)代,人們更關(guān)注生活品質(zhì)和健康。如何能不被信息化、城市化的洪流所左右,如何從各種焦慮狀態(tài)中解脫出來,找到自己與他人,與自然環(huán)境之間的相處之道,獲得生活的樂趣。這是我們希望更多設(shè)計(jì)師可以跟我們一起思考的問題。