Catarina Mota： 玩转智能材料

我有一位葡萄牙朋友， 其祖父用一辆自行车和一台洗衣机 改装成一辆汽车供家人乘用。 他这样做，一是因为他买不起车， 但更重要的是因为他知道如何改装汽车。 曾经，我们都懂得一些机械的工作原理， 也知道它们是怎么制造出来的，所以我们能够自己制作和维修它们. 或者至少 基于我们的了解作出明智的购买决定。 但我们很多这些DIY的实用性技能 在20世纪的下半叶就流失了。 但是现在，制作者社区和开放资源模式 正在把这些物品的工作原理和制造材料的知识 带回到我们的生活中。 而且我相信我们需要把这些知识带到下一个层面, 也就是了解构成这些物品的元件。

我们很多人都知道， 像纸和织物这样的传统材料是什么做成的， 以及它们是如何生产的。 但是现在我们有了一些令人惊叹的未来复合材料- 如可以变形的塑料、 可以导电的油漆、 可以变色的颜料和可以发光的织物。 下面让我们来看一些新材料。

这种导电墨水可让我们, 抛弃传统的印刷电路板或电线的方法 而直接用导电墨水来画电路板。 比如我手里拿着的这个小装置， 是我们用导电墨水做成一个触摸性的传感器， 一旦接触人的皮肤，这个小灯就会亮起。 导电墨水已经被艺术家们应用到创作中了, 最新的进展表明我们很快就能 把它应用在激光打印机和激光笔中. 这是一张泡浸过 无色光漫颗粒丙烯酸的纸. 只浸过普通丙烯酸的纸 只在其边缘周围有漫光现象, 而这张浸过无色光漫颗粒丙烯酸的纸，当我们开灯时 漫光会照亮整张纸. 就目前所知，这种材料已经被应用到 室内设计和多点触控系统两个领域中了。 而热变色颜料 在特定的温度下会改变颜色。 我先把这张东西放到一个电热板上 温度设定比外界温度稍高一点 然后你可以看到发生了什么. 除了其它用途，这种材料主要用作 婴儿奶瓶的制造。 它能告诉你什么时候瓶里的东西凉到可饮用的温度。

这些就是我们通常所说的 “智能材料” 的 几个例子。 几年内，它们将被应用到很多 我们日常使用的物件和科技产品上。 我们也许还不会有科幻小说向我们保证的飞行汽车， 但是我们能拥有 随温度变色的墙， 可以卷起来的键盘， 和一摁开关就变不透明的窗户。

我是科班出身的社会科学家， 为什么今天我在这里讲智能材料？ 首先，我是个制造者。 我对于东西如何运转 和怎样制作有好奇心， 我也相信我们应该对 我们这个世界的组成材料有更深的了解， 并且现在，我们对于 这些构成我们未来的高科技材料了解不多。 要获得少量的智能材料是很难的。 有关如何使用这些材料的信息也很少， 它们是如何制作的信息就更加少得可怜。 目前，它们绝大多数都存在于 贸易机密和专利中， 只有大学和大公司才能得到。

所以三年多以前，我和Kirsty Boyle 发起了一个叫做Open Materials（“开放材料”）的项目。 在那个网站上，我们 和想要加入我们的任何人， 分享实验，发布信息， 鼓励其他人为此作出力所能及的贡献， 并且收集像研究论文 和像我们一样的制造者所制作的教程一类的资源。 我们希望把这一网站做成一个大规模的、 集体生成的数据库， 搜集用智能材料DIY的信息。

但是我们为什么要关心 智能材料是如何工作和它们是用什么来制造的呢？ 首先，因为我们无法影响我们不理解的东西， 我们不理解和不会用的东西 还会反过来影响我们。 我们使用的东西，我们穿的衣服， 我们住的房子， 都对我们的行为、健康和生活质量上产生深远的影响。 所以如果我们将要生活在一个由智能材料构成的世界中， 我们就应该知道并了解它们。 第二，同样重要地， 创新总是来源于修补匠。 很多时候， 是业余爱好者而非专家， 发明和改进了诸如 山地车、 半导体、个人电脑、 甚至飞机。

材料科学的最大挑战是它的复杂性， 以及对昂贵的仪器的需求。 但事实并非总如此。 伊利诺伊大学的两名科学家在 他们发表一篇关于用更简便的方法制作导电墨水的论文时 就明白了这个道理。 Jordan Bunker 在这一实验之前 是一个没有任何化学经验的人。 他读了这篇论文后在他的工作间里 用现成的物质和工具 重复了这个实验。 他用了一个烤箱， 而且他甚至在另一个科学家/制造者的教程的基础上 自制了旋涡混合器。 后来，Jordan在网上发表了他的实验结果， 包括所有他试过的没成功的东西， 这样其他人可以学习然后复制这一实验。 所以Jordan主要创新方式 是拿一个在设施齐全的大学实验室里 创造的实验， 然后在芝加哥的一个车库里 用便宜材料和自制的工具来重复实验。 在他发表的实验结果基础上， 其他人可以接着做下去 并且设计甚至更简单的步骤和改进实验。

我想分享的另外一个例子 是Hannah Perner-Wilson的Kit-of-No-Parts. 她项目的目标是在突出 材料富有表现力的特质的同时 专注于制造者的创造力和制造技巧。 电子工具在教我们东西如何运转 这方面非常有力, 但是它们设计中传承下来的约束 影响我们学习的方式。 所以Hannah的方法，在另一方面， 就是创制一系列的技术， 来创造非常规的东西， 通过教给我们材料本身的知识， 把我们从事先设计好的约束中解放出来。 在Hannah众多令人钦佩的试验中， 这个是我的最爱之一。 ["会说话的纸"] 我们在这里看到的只不过是一张纸 上面的铜带连接着一个mp3播放器 和一块磁铁。 （音乐："Happy Together"） 在麻省理工学院教授Marcelo Coelho研究的基础上， Hannah使用各种材料 创造了一系列纸质扬声器。 从普通的铜带到导电的织物和墨水， 就像Jordan和其他很多制造者一样， Hannah发表了她的配方 并且允许任何人来重复这些实验。

但是纸上电子是材料科学中 最有前景的分支之一， 因为它让我们能创造出便宜又灵活的电子产品。 所以Hannah的手工作品， 和她分享了她的发现这个事实， 打开了一扇门， 通向兼具美学和创新的一系列新的可能。

制造者的有趣之处在于 我们创造是出于热情和好奇， 并且我们不害怕失败。 我们通常从非传统的角度处理问题， 并且，在这个过程中，最终发现其他方案 或者更好的方法。 所以当更多的人愿意用新材料做试验的时候， 更多的研究者就会愿意分享他们的研究成果； 有更多的制造商分享他们的知识， 我们就会有更好的机会 来创造造福我们所有人的科技。

我的感觉有一点像Ted Nelson 在70年代初期的感觉一样，他写道， “你们现在必需懂电脑。” 那个时候，电脑是这些只有科学家关心的 大型机， 没有人会梦想到放一台在家里。 所以我今天站在这里说 “你们现在必需懂智能材料”有一点奇怪。 请记住对于新兴科技 拥有先发制人的知识 是确保我们在对未来的创造中 有发言权的最好方式。

谢谢。

(掌声)