果蔬廢料制成材料在兒童玩具設計中的應用研究

兒童玩具作為陪伴兒童成長的必需品其需求量在不斷增加，而兒童在使用玩具過程中很容易損壞玩具，使之成為垃圾，致使兒童玩具污染物量擴大，對環境造成污染。此外，對于兒童玩具來說，選材的安全性也是非常重要的，因此應用安全環保的新材料成為當下兒童玩具設計的創新思路之一

。市面上安全環保的材料多以木制、竹制、仿木材料為主，但此類材料可塑性較低、造價較高。近年來，果蔬廢料的再利用制成可降解材料一直備受關注，果蔬廢棄物制成的再生材料具有很大的發展潛力。文章主要研究果蔬廢料制成材料在兒童玩具設計中的應用原則，探討其優勢和發展前景。

1 果蔬廢料制成材料概述

果蔬廢料是水果、蔬菜及其食品在流通過程中產生的廢棄物，屬于可生物降解的有機垃圾。純凈的果蔬幾乎沒有毒性，它能夠在生物體內慢慢分解成乳酸，然后被分解吸收，它的營養成分可以被人體充分利用。因此，將果蔬廢料制成材料應用于產品設計對人體幾乎無毒無傷害。果蔬可再生材料的最大特點就是具有生物可降解性。果蔬廢料制成材料使用后可以通過自然降解和堆肥的方式進行處理，果蔬廢棄物自然降解的產物是二氧化碳和水，而這兩種產物是在自然界中存在的，不會破壞環境。果蔬廢料制成的可再生材料在燃燒過程中，其燃燒氣體中幾乎沒有NOx，燃燒熱只有聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）的三分之一左右，因此果蔬廢料制成材料相比普通油基塑料更安全、更環保

。果蔬廢料的最大優勢是對生態系統污染較小，排放也較少。

在物理性能方面，個別果蔬的廢料與蝦殼結合制成的可再生材料具有高強度和防水的特點，且具有較為理想的透明性與聚酯不相上下，在具有良好阻隔性的性能下，表面還具備高光澤度。東京大學工業科學研究所的研究人員借用“熱壓”的概念，將海藻、卷心菜葉、洋蔥和南瓜等食物殘渣的真空干燥粉末與水混合在高溫下壓入模具內，同時檢測了材料的抗折強度，以及外觀、味道和氣味的變化。其結果顯示，除了南瓜制成的標本，其他材料都超出了原本設定的抗彎強度，而且新材料保留了原本的食用特性，加入鹽或糖可以在不降低其強度的情況下改善其味道，并且通過在空氣中暴露四個月的觀察發現其味道及外觀沒有明顯的變化，成功抵抗了腐爛、真菌和昆蟲。

2 果蔬廢料制成材料在兒童玩具設計中的應用意義

在進行兒童玩具設計時，形狀、大小、顏色、材料都是設計的關鍵，是玩具能否吸引兒童的注意力及是否達到玩樂目的重要的因素。因此，選擇一種對兒童身心健康無傷害的材料應用到玩具制作中，是玩具設計的前提

。果蔬廢料再加工制作的材料作為原料應用于兒童玩具生產中具備安全環保和堅固耐用的優勢，因此該材料可以為玩具設計領域帶來新趨勢。兒童時期個體成長速度較快，伴隨著心理和生理特征的變化對不同階段的兒童玩具有著不同的功能需求。大部分兒童玩具只適用于某個年齡段，但隨著孩子的年齡增長，即使功能完好、外觀完整的玩具產品也只能擱置或被丟棄。而且兒童玩具在使用過程中容易損壞，從而變成垃圾，導致兒童玩具污染物產量極大，對環境造成污染。兒童玩具市場銷量逐漸提升，可持續設計是解決未來兒童玩具造成污染問題的方式之一?？沙掷m設計是通過產生垃圾，分解回收，然后轉化為資源，目的是實現材料本身的循環和再利用

。然而果蔬廢料制成的材料本身是一種廢物利用下新材料的產生，雖然這種材料可以自然降解，但此材料制成的玩具在使用之后也需要回收再進行利用。整體形成一個完整的循環體系，實現材料本身的循環和再利用，從而實現兒童玩具可持續發展的設計趨勢，有效解決兒童玩具對環境造成的污染問題。

實施“翻轉課堂”也是學生個性化學習的要求。在信息傳播相對滯后的年代，教師鉆研好課程指定教材再加上一兩本參考書，可能就能讓學生在課堂上收獲頗多。然而在信息技術迅猛發展、網絡覆蓋率高，電腦、平板和智能手機等終端設備極其常見的當下，學生隨時隨地可以獲取海量的學習資源，使傳統的“授人以魚”知識傳授型的課堂教學已經不能滿足學生知識和情感的需求。此外，先學后教的教學過程更加符合教育規律。學生課前可以根據自己的情況決定學習教學視頻等資料的時間和次數，而不會有傳統課堂上面對新知識的緊張感。在課堂上，帶著課前學習的難點和疑點可以更好地和同伴及老師進行交流，進而完成知識的內化。

3 果蔬廢料制成材料在兒童玩具設計中的應用實例

3.1 “樂高”灌木類積木

兒童玩具的材料不宜過重，過重的玩具在一定程度上會影響兒童的身體發育。兒童玩具應該避免尖銳的突起和鋒利的棱角，表面的觸感應光滑細膩。例如，木質玩具、竹質玩具和其他硬質材料制作的玩具容易產生危險，應避免此類現象，防止傷到兒童的皮膚。在材料達到安全且環保的情況下，應該重視兒童玩具的結構設計。低齡兒童喜歡用嘴巴咬手里的玩具，玩具生產的不穩定性和操作過程的不合理性可能會導致細小部件的脫落而造成吞噬的危險。正因如此，玩具的結構設計不宜加入細小的部件，或加入雙重保護來加固玩具的零部件。

3.2 “費雪”彩虹套圈

武漢商學院國際商務專業的人才培養目標，是在對用人單位需求進行深入了解和調研后，經教研室老師多次討論后共同制定的，目標明確，具有針對性，有效地避免了培養的盲目性，課程的設置與實踐緊密結合，重視學生專業素養和技能水平的培養。

4 果蔬廢料制成材料在兒童玩具設計中的應用原則

4.1 安全性原則

兒童的自我保護能力較弱，易受傷害，因此安全性是玩具設計的重點。兒童玩具首先要考慮的是材料的安全性，果蔬廢料來源于生活，由于果蔬廢料制成的材料具有安全性高的特點，因此應用到兒童玩具設計制作中要嚴格把控設計、選料、生產、使用等環節的安全性，確保兒童在操作玩具過程中不會受到傷害。兒童的身體剛剛開始發育，呼吸系統和免疫系統都極為脆弱。對鉛、甲醛等有毒物質極為敏感，任何微量的有毒氣體都可能對兒童造成致命的危險。一些色彩鮮艷的兒童玩具表面噴漆中含有大量的鉛，鉛元素直接或間接攝入體內會造成慢性鉛中毒。因此，兒童玩具的色彩設計可以考慮利用個別果蔬本身的染色性，兒童玩具表面采用果蔬材料再生為原料，即使被兒童誤咬也不會造成安全隱患，從而提高兒童玩具的安全性。

不同的果蔬廢料通過加工制作成玩具的原料，具備不同的材質特點與性能優勢。以用甘蔗廢料為基礎原料做成的樂高為例，如圖1 所示。樂高通過對甘蔗等植物元素的研究制作出了可代替塑料的材料。甘蔗會先被榨成汁，然后發酵成乙醇，再以乙醇為原料制作聚乙烯。這種甘蔗積木并不能吃，但是卻很環保，因為植物基聚乙烯和傳統聚乙烯具有相同的特性，所以與傳統的石油基塑料做出來的樂高積木沒有差別。此外，孩子和家長在體驗玩具的過程中通常注意不到新材料的質量和觸感及其外觀上的差異

。聚乙烯是一種柔軟、靈活、耐久的植物基塑料，而且它在質量和安全方面符合用戶所期待的高標準。此外，根據測算如果將石化原料轉變為植物原料，樂高可以將他們的“碳足跡”（Carbon Footprint，指一個人或者機構在從事生產生活互動中排放出二氧化碳總量）減少掉大約 70%

。樂高通過改變原料的方式傳遞給孩子環保的理念，在不破壞人們賴以生存家園的前提下，生產出孩子們最喜愛的玩具。由此可以看到，樂高針對甘蔗廢料的特點用植物原料代替石化原料使樂高產品改頭換面，在助力可持續發展的同時，兼顧益智類兒童玩具的使用體驗，保留耐磨、耐油的特征，具有良好的硬度和可塑性。利用新的材料和益智類兒童玩具設計進行合理的結合，更替原有的原料且不影響用戶的體驗感，同時促進玩具材料的可持續性發展。

以美泰公司旗下費雪推出的甘蔗廢料為原料生產出的新版標志性產品彩虹套圈為例，如圖2 所示。此類玩具屬于堆疊類兒童玩具，其可玩性強，是兒童玩具市場比較常見的一種?，F在的堆疊類玩具材料多以木質和塑料為主，然而這款彩虹套圈玩具是以甘蔗為原料生產出的塑料制成，并且采用可持續來源的材料包裝。在設計中，設計者充分利用甘蔗廢料制成材料可塑性強且耐用的特點，運用在彩虹套圈玩具的設計生產中，使彩虹套圈系列玩具改為全部用甘蔗為原料生產的聚乙烯制成。此設計案例利用植物基聚乙烯的特性代替傳統塑料，既符合兒童玩具的設計原則，又能給用戶帶來全新的體驗與感受。

采訪中，我們還有一個很大的感觸就是，對待做人做事，華岳人講規則、講規律?！拔覀冑u的不僅僅是產品，也是服務、標準和誠信。既是物美價廉的產品，更是個性化、高品質的產品?！痹谒麄兛磥?，企業的發展，靠的不僅是高質的產品，更重要的是注重創新與研發，做到產品和服務一體化。

中科院遺傳資源研發中心（南方）是由中科院遺傳發育所與常州市人民政府及常州高新區管委會合作共建，中心包括現代農業和再生醫學兩大基地以及神農大科學裝置平臺、臨床級干細胞庫平臺、高等模式動物平臺、種子庫平臺、教育培訓平臺五大平臺。目前，總投資預計10億元的神農大科學裝置已由中國科學院向國家發改委申報列入重點項目，立項后將建成國際上首個可以對基因型、表型、養分、環境、氣象等因素進行全面檢測與分析的作物品種篩選設施。該中心擁有高水平的農業創新平臺，農業科研能力突出，建成后將對常州市農業育種提供強有力的支撐。

以低齡兒童玩具設計為例，將水果廢料制成材料以日常食物的造型設計呈現，可以添加一些運算知識為原理，在提升兒童對數字敏感度的同時還能給孩子帶來直觀的體驗，提高兒童的日常認知水平。在視覺上，將日常水果進行藝術處理；在嗅覺上，保留水果廢料制成材料原本的果香或者適當添加代表其香味的香精；觸覺上，采用和木質、竹質一樣安全綠色、無毒的材料，但是果蔬廢料制成材料長時間使用下不會出現毛刺，質感上優于竹質和木質的玩具。還可以通過操作使用等多個方面產生趣味點，使用戶獲得精神的愉悅和心理需求的滿足。

4.2 人機性原則

以“People 碧寶積木”為例，這款玩具是由大米制作而成。兒童在記憶、行為、邏輯思維能力不完全成熟的階段，難免在使用玩具的過程中會造成磕碰、刮傷、吞咽等情況?！癙eople 碧寶積木”在設計上充分考慮了各年齡段兒童的特點，每一塊積木的邊角都被設計加工成了柔和的圓角，不僅看上去很有趣，還減少了玩具對兒童造成的安全隱患。因為原料由大米制作，積木表面舒適不會產生毛刺，且大小合理適合兒童抓握。只要使用之前擦拭干凈，父母無須擔心兒童在玩的過程中舔咬玩具被碰撞、劃傷，經過多項防吞咽等安全測試，非常適合兒童玩耍

。此外，兒童玩具設計需要考慮到方便監護人對兒童的監護。

兒童玩具設計的人機性體現在兒童玩具符合兒童的使用習慣和操作方式。從生理方面來看，兒童時期是人一生中發展最重要的時期，身體處于不斷生長和發展的過程中。兒童時期的大腦發育接近成人，機能逐漸成熟，但神經系統不夠完善，對外界的刺激反應較強，容易受到外界因素的影響，注意力不容易集中而且不持久。兒童隨著年齡的增長，其認識能力、生活能力和人際交往能力都在不斷提高。但心理上，兒童的情緒不穩定，容易激動、興奮；喜歡模仿、好奇、求知，具有豐富的想象力，對玩具的主動性和積極性更加突出，渴望接近自然，對形象生動的事物更感興趣。兒童玩具的大小、體量要符合兒童這個群體身體的各項指標，避免兒童在玩耍過程中增加生理、心理負擔。兒童的思維、注意力、記憶力及耐心都沒有完全發育成熟，簡潔的操作界面、操作方式，以及其生動的外觀是兒童玩具必需的。將果蔬廢料制成材料應用到兒童玩具設計時，應根據材料的特性和不同年齡階段兒童生理、心理上的特征有針對性地進行設計。

4.3 趣味性原則

兒童天性中的好奇心增加了他們對趣味性玩具的熱愛。他們注意力時間短，需要趣味性的設計來吸引他們。趣味性體現在玩具設計要具有親和力和生命力，給兒童帶來多感官的體驗可以激發兒童的興趣，兒童玩具設計可以通過引入視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺這五感的體驗激發兒童的興趣。孩子們在與玩具進行交互的時候，喜歡得到反饋?？梢詭椭⒆恿私猱斍八l生的情況并引導下一部分的操作，豐富及有趣的互動反饋能夠激發孩子對玩具的興趣。利用材料的特性尋找孩子活動時的興趣點和探索性，果蔬廢料制成的材料為兒童能運用感官等多方式探索提供了條件，可以利用材料優勢觸發兒童的感官體驗。

兒童玩具設計不僅要保護兒童身體上的安全，心理安全也是兒童玩具設計考慮的重點。這主要從玩具材料的應用、造型和外觀色彩來考慮為孩子提供一個健康的心理空間。來自我們生活的果蔬廢料制成材料富有自然的生命力，兒童通過和材料的接觸能提高自我和物質世界的感知。

海域原油經濟剩余可采儲量為366億噸，占油氣當量經濟剩余可采儲量的41.6%，主要分布在波斯灣、巴西東部海域、幾內亞灣、濱里海、墨西哥灣、北海等區域；海域天然氣經濟剩余可采儲量為60.87萬億立方米，占油氣當量經濟剩余可采儲量的58.4%，主要分布在波斯灣、澳洲西北海域、莫桑比克海域、南海、地中海、幾內亞灣等區域。波斯灣海域的油氣當量經濟剩余可采儲量在全球海域油氣資源中占比達到36%，油氣當量產量占比達到65.7%。

4.4 可持續性原則

兒童玩具設計應符合生態可持續性原則和經濟可持續性原則。生態可持續性原則要求在玩具設計過程中要充分考慮生產、制造回收再利用的各項環節。果蔬廢料制成材料的應用符合選料的環保性，在生產設計前首先應考慮玩具的可持續性、加工處理等問題，使整個生產過程、使用過程可持續。經濟可持續性原則要求玩具設計在兼顧功能的同時也要考慮產品的生產成本，玩具設計要面向大多數消費者，成本過高必然會成為高耗能的產品，影響人們的購買欲。近幾年，我國居民的購買力明顯上升，但經濟增長模式正在由粗放型向集約型轉變。果蔬廢料制成材料作為兒童玩具原料，材料本身具有循環和加工再利用的優勢。在兒童玩具使用后可以進行廢物回收，通過以舊換新的方式引發出家長在購買新玩具的同時，可以用舊的玩具抵掉新玩具的一些費用。利用材料使用進行最小化消耗設計，很好地解決部分玩具的廢棄問題，以培養用戶對環境保護的警惕心來設計出更多引導用戶可持續行為的產品。高效利用材料的優勢，避免不必要的材料浪費，監護產品的壽命周期和廢棄利用率，利用科學技術降低產品生產成本及提高材料的循環利用率。通過環保材料的使用對玩具設計開發環節進行優化，提高材料的利用效率，優化玩具的功能。在玩具開發設計中，優化結構，避免無用的功能和過于繁雜的修飾，簡化設計流程。還可以優化材料的選擇，在一定程度上減少資源浪費以降低產品成本，降低產品市場價格的同時提高市場產品的接受度。

5 結語

玩具設計為孩子們的生活帶來學習的體驗和愉快的感受，兒童玩具設計的安全問題和可持續發展問題一直備受關注，果蔬廢料制成材料在兒童玩具設計上具有很大的應用潛力。材料的發現與發展對于產品設計來說非常重要，新材料的出現為產品設計的創新提供了動力。果蔬廢料制成材料最大的特點就是可持續性，在兒童玩具設計領域，材料設計的創新已經得到重視，但市面上材料創新且綠色環保維護兒童健康的玩具極少，果蔬廢料制成可循環利用材料在很多方面顯示出優越的應用潛力，但在具體應用上還有需要有更多的創意。同時也希望果蔬廢料制成可降解材料的技術能夠日益成熟，從而使材料成本能夠盡可能的降低?？梢栽诋a品設計領域中被大量引入且能夠循環設計，為兒童玩具設計開拓更多的可能性，也為環?？沙掷m設計做出一份貢獻。

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