你也能 DIY 智慧型材料(Smart Materials)!

A+
A
A-

「我們也許還沒有科幻小說裡許諾的飛行車,但我們已經有會依不同溫度變色的牆壁、能捲起的鍵盤、以及能夠瞬間變不透明的窗戶!」— Catarina Mota

過去,我們曾為大家介紹開放資料(Open Resources)勢不可擋的趨勢與影響力,也有越來越多開放資料平台相繼出現,不僅打破各種資訊管道的限制、降低專業知識門檻,更讓公眾發揮合作與分享的力量。而在這股「人人皆能自學、開放才是力量」的趨勢中,今天就要為大家介紹材料界的開放平台:OpenMaterials.org


是時候認識「智慧型材料」了!

這些被稱作「智慧型材料(smart materials)」的素材能做出許多創新的新玩意兒,但目前大眾卻對這些高科技的複合材料不夠瞭解,難以在少量需求下取得,也幾乎沒有任何有關使用、製造這些材料的資料訊,更有許多資訊被視為商業機密或有專利保護,僅大學和公司能夠取得。然而,「創新通常不是來自專業人士;很多時候,業餘愛好者才是創造者和改良者,像登山車、個人電腦、飛機等等機械都是如此。」 而 Mota 合作創辦 OpenMaterials.org 的初衷,就是開放並分享這些與創新材料相關的實驗、資訊、教學、和 DIY 步驟。

但我們為什麼要認識智慧型材料呢?Mota 精闢地指出:「我們無法控制自己不了解的東西,而這些我們不了解、卻天天在使用的物件,常常反過頭控制了我們。我們使用的物品、穿的衣服、住的房子,全都會對我們的行為、健康和生活品質有著深遠的影響。所以,如果我們身處的世界充滿了智慧型材料,我們就該去認識、了解它們!

演講中,Mota 介紹了這些創造者(Makers)如何將創意想法變成實體發明。以下,我們便為各位讀者挑選了幾個精巧的發明作品,並介紹了一些目前在 OpenMaterials.org 網站被廣為討論的智慧型材料!


導電油墨(Conductive Inks)

這可以說是目前討論最熱烈的智慧型材料了!混合了銀或碳等傳導粒子的顏料能用手工或是印刷的方式附著於紙張上,讓普通的紙片搖身一變,成為現今最具潛力的創意媒材:印刷式電子產品( printed electronics)!我們只需要普通的紙張和一台稍加修改的印表機,就能夠生產出便宜、有彈性、可以回收的電路。目前,導電油墨的還未能取代銅或其他導體,但我們已可以看見它的無窮潛力;有了導電油墨,我們能像畫圖或列印圖片一樣,創造出任何形狀的電子產品!

在這支影片中,你能看到一些 Mota 正進行的實驗,利用導電油墨、紙、和簡單的電子材料(如電阻器和電晶體)做出各種小型電子燈!

或者,你可以參考這則教學影片,自己做出一枝導電油墨筆,在紙片上自由的畫出可以通電的圖案!

對演講中 Mota 所介紹的「紙片喇叭(Paper Speaker)」印象深刻嗎?你可以在這裡找到詳細的製作教學!


形狀記憶合金(Muscle Wire)

目前,形狀記憶合金能支撐的重量有限,還不能做出像是捲起百葉窗或推動重物的動作,但我們能利用這樣的合金創造出一些小型機械。過去以馬達為動力的機械在運作時,動作會不夠順暢、或會在運轉時發出不少聲響,而形狀記憶合金的優勢就是能做出全然無聲並且柔和的動作。影片中,按壓一個手工製做的感應鈕就能推動合金,讓兩張小紙片優雅的開合。


感溫變色顏料(Thermochromic Pigments)

感溫顏料可依照不同溫度改變顏色。目前所普及的兩種感熱材料的原理,一是透過除去白色材料(leuco dies),二是運用液晶(liquid crystals)在某個溫度點會重組並改變色彩的特性。下方影片中,便是這款新的感溫顏料被體溫、或其他被加熱的物質如鎳鉻線、鋼條等觸發變色情況。

試想,若將這個材料應用於幼兒奶瓶上,不就能讓家長輕易的辨識出牛奶的溫度嗎?或是,用感溫顏料做成壁紙,讓溫度為你的牆面帶來春天的氣息!(設計師:Shi Yuan)


電子紡織品(Electrotextiles)

用線、紡織品、混合了電子材料(或被電子材料包覆)的紗線,就能做出電子紡織品!目前可取得的金屬纖維有許多不同的織法和材質,人們也才正開始發掘這些材料的潛力。下圖是展示了目前研發出的有趣的應用,業餘愛好者和產品設計師更是利用電子紡織品製作出可捲起的柔軟鍵盤、能操控智慧型手機的大衣,以及能加強電子功效的衣服!


漫射光線的壓克力板(Light Diffusing Acrylic)

當壓克力摻了無色的發光粒子,就成了能漫射光線的壓克力板!這種材料能創造出均勻發光的平面體,在下方的圖片中,一排 LED 燈光被一片漫射光線壓克力板包覆,而最左上角為未開燈的樣子(透明);隨著內層 LED 的燈光變換,我們可看見它絕佳的漫射光線特性!這個材料目前多用於室內裝潢和多點觸控設備。


感應金屬裝置藝術 —「蓮花穹頂(Lotus Dome)」

若你對智慧型材料有興趣,不妨看看 TED 設計部總監 Mike Femia 強烈推薦的智慧材料裝置藝術品:「蓮花穹頂(Lotus Dome)」。這個不可思議的裝置藝術作品是運用智慧材料感應出周遭人體的移動,讓數百朵智慧型金屬片隨著周圍人的步伐綻放、伸展,流瀉出的光線也隨之變幻!


Mota 說:「搶先擁有新科技的知識,是確保我們對自身未來擁有發言權最好的方式」,而以上這些有趣的材料和作品都只是智慧型材料的冰山一角而已!許多不可思議的材料,例如磁力油墨、依紫外線強弱變色的液體、感溫塑膠、布加上墨水與奈米碳管製成的電池、電流通過時會發亮的電線等,等著你去發掘、創造!


來源   >   編譯自文章:5 smart materials, from inks that conduct electricity to acrylic that diffuses lights  |  翻譯及撰稿:劉耘

敢於否定

別小看你不平凡的領導力

← 歡迎加入TEDxTaipei的Facebook粉絲團