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你的衣服就是行動電源!穿上這款 T-shirt,走路跑步都能發電

編譯:蘇郁晴

你也有通勤上班、上學邊聽音樂時,手機突然沒電的困擾嗎?這件融合番茄皮和奈米碳管(carbon nanoparticles)製成的 T-shirt 不但能利用體溫產生電能,未來還能替我們的手機充電,免除攜帶行動電源的麻煩。

為了不浪費運動時身體所產生的熱能,西班牙馬拉加大學(University of Málaga)和義大利技術研究院(Italian Institute of Technology)的研究員們依「熱電效應」(thermoelectric effect)設計了一款 T-shirt,能夠利用我們走路、跑步或從事任何運動時,體溫與外在環境冷空氣間產生的溫差產生電能。

我們的日常生活中有很多熱能運作的案例,例如,太陽的熱能溫暖大氣層、爐灶的熱能將水煮至沸騰。儘管如此,「浪費熱能」的例子也不勝枚舉,如機械與電的作用過程、人類的日常活動等所產生的熱能都直接散發至環境中。(同場加映:倫敦地下鐵回收「廢熱」為家戶供暖,有望降低全國近一半能源消耗

事實上,我們可以藉由熱電效應的原理使用這些熱能,將溫差轉換為電壓。當兩個導體相互接觸,而其中一端已受熱時,電子(electrons)就會移向較冷的那端,並產生流通於電路(circuit)的電流(current)。

有些布料也具導體的效果,能將溫差轉換為電力來源。研究團隊表示,就如同這件 T-shirt 利用我們身體熱能與環境的冷空氣製造電力。

奈米碳管、石墨烯、奈米纖維取代不適用的熱電材料

一般而言,熱電材料會自汽車或工業過程中回收廢熱,其中,得以將熱能轉化為電流的材料通常是稀缺且對環境不友善的,與金和鉑同等稀有的碲(tellurium)就是其中之一。

分子生物研究院(Department of Molecular Biology)及西班牙馬加拉大學生物化學所的成員之一 José Alejandro Heredia,以及撰寫《Green Biocomposites for Thermoelectric Wearable Applications》的其中一名作者皆表示,這些熱電材料都相當昂貴、堅硬且有毒,並不適合用於穿戴式裝置。

於是,Heredia 和其他研究員們致力於找出兼具彈性、可生物分解、可穿戴式,且能透過熱電效應作用的材料。而價格較低且廣為使用的奈米碳管(carbon nanoparticles)、石墨烯(graphene)和奈米碳纖維(carbon nanofibers)便是解答。

由番茄皮製電子織物,實用、經濟又環保

但問題來了,要如何將這些材料黏附在棉質的 T-shirt 上呢?為了解決這項問題,研究員依生物基質膠(bio-based glue)的原理,將番茄皮融合奈米碳管製成溶劑,使其滲入棉質服飾,並透過可生物分解材料賦予布料電的特性,使之成為電子織物(e-textile)。

此外,使用番茄皮作為電子織物材料之一對環境也有加值的效果。「番茄皮在番茄工廠加工時是廉價的副產品,以循環經濟面來說,我們提供了第二生命給這些殘餘物」Heredia 說。

Heredia 表示,團隊已持續嘗試並改良這款電子織物,使其得以清洗及熨燙。

為了打造電子織物的原型,研究員使用導電碳膠帶(carbon conductive tape)連接  T-shirt 外部的導線來應證它是否可以產生電能。結果顯示,這件 T-shirt 的確可以開啟 LED 燈。而今,團隊仍持續研發讓布料能儲存電能的方法。

「一開始,我們認為這個布料可發展為利基(niche)產品,在外太空、軍事任務等極端狀況下也能取得電能。但經過一些改良後,布料發展出更多可能性,甚至還能運用於時尚產業中。」Heredia 說。

不僅如此,這項技術目前還能將各種附加特徵直接與布料融合,例如,燈、感應器和無線網路(在之前的研究中,研究團隊藉由番茄皮和石墨烯製作無線網路天線)。

熱電效應融入日常生活,未來甚至還有「鋼鐵人裝備」的科技

近來,研究員們正嘗試如何利用熱電原理開發穿戴式裝置為手機充電,這項科技同樣也可以為醫療傳感裝置、手錶和助聽器提供電能。

除此之外,此款運用熱電效應的電子織物若結合運動服飾、辦公室或汽車座椅還能擁有立即使身體冷卻的效果。研究員開玩笑地表示,這項科技可以讓我們享受鋼鐵人那套具備感測器和科技裝置的服裝,甚至還能擁有飛翔的功能。

我們的服飾日趨未來化,且越來越強大。人們穿著的衣服不再只是單純的布料,而是能夠將人類移動產生的能量轉化為電能的工具。雖然這款電子織物目前還未上市,但研究團隊相信,未來的某一天,人們將能穿上電子織物,成為可自行產生電力的「自產電超能力者」。

核稿編輯:李沂霖

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參考資料
This T-shirt uses your body heat to generate electricity (Fast Company)

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讓跑鞋從「產品」變成「服務」——愛迪達計劃採月付制,回收舊鞋換新鞋

2020.01.02
合作轉載

文:陳蔚銘

今年(2019 年) 5 月,創新拿鐵介紹了愛迪達(Adidas)許多引領潮流的大膽嘗試。其中最受注目的一項是「穿壞了把鞋寄回來,我們用它重做一雙」、號稱可以不斷循環利用的「Futurecraft.Loop」運動鞋。

第一階段把鞋發放給兩百位試用者,並預期在年底把這批鞋回收重製。目前這個計畫已進入第二階段的「重生」,愛迪達陸陸續續收到一些舊鞋,也真的把它們重新使用在 11 月底發表的第二代 Futurecraft.Loop。

紮實技術搭上環保議題測試新商業模式,讓跑鞋從「產品」變成「服務」

根據統計,全球平均每人每年會丟棄 31.7 公斤的衣服、鞋子;其中 73% 直接進了掩埋場、焚化爐,約 15% 回收後再使用,只有 1% 被重新處理再製新品,絕大部分產品都是經歷「搖籃到墳墓」的線性過程。

為什麼回收率這麼低?最主要的原因是產品的用料多元且製程複雜。舉愛迪達為例,傳統製鞋的方法中,平均一雙鞋使用 12 種不同的材質,再加上組合過程所需的縫線、膠水等等,都造成循環再利用的阻礙。

有鑑於此,2019 年愛迪達發表了「Futurecraft.Loop」系列運動鞋,導入了循環經濟中「從搖籃到搖籃」的理念,從設計階段就排除所有會阻礙回收的元素,整雙鞋子只用了一種熱塑性材料(TPU),以熱壓成型技術組合,不需多餘的縫線和黏膠。

「當鞋子穿髒了、跑壞了,把它寄回來,我們會用它重做一雙。」根據愛迪達的官方說法,目前技術只能重新利用 10%,但隨製程升級,最終目標是 100% 回收再製。

這樣的技術創新除了環保訴求,從市場角度來看更是愛迪達試著把鞋子從「產品」變成「服務」的一次實驗。

現階段 Futurecraft.Loop 只提供給兩百位各領域的專業人士進行為期半年的測試,每雙鞋附上回寄的包裝盒和專屬 QR code。愛迪達從旁紀錄鞋子從寄送、使用、回收到再製造過程的實際狀況,從中分析成本架構,規劃回收機制等後勤配套,同時改善製程技術。

愛迪達預期,若一切順利,接下來將進一步發展成 Netflix 訂閱模式:月繳 399,鞋子壞了就寄回去換回一雙當季新款,往後消費者擁有的不再是鞋子本身,而是輕鬆愜意走路、跑步的享受。

每個人都有不同的「痛點」,用「速度」和「差異化」量身訂做最懂你的鞋!

2015 年,愛迪達發布一系列「未來工藝」(Futurecraft)造鞋計畫。其中扮演要角的是愛迪達投入大量研發資源的「快速工廠」(Speedfactory)。

快速工廠裡,有大量專為鞋子設計的機器人和 3D 列印機,把傳統工廠 120 天的製作過程大幅縮短到幾週、甚至幾天。讓愛迪達在傳統大規模、標準化的大眾市場之外,也能爭取小量、客製化的利基市場。

透過一系列「AM4」城市跑鞋,愛迪達展示了速度帶來的差異性。他們派出設計師到全球 6 大城市(巴黎、洛杉磯、上海、東京、倫敦和紐約)和當地的跑者密切合作,透過感測器收集跑步習慣和情境,據以設計出順應當地特色和功能的跑鞋。

舉例來說,倫敦人喜歡跑步上下班,但天氣多雨造成能見度較低,因此「AM4LDN」的跑鞋外觀多彩,加強反光設計;相比之下,紐約跑者的路線是距離長、頻繁轉向的堅硬水泥地,於是設計師們修改成輕量化並加強腳跟的「AM4NYC」減輕跑者負擔。一切客製化都交由 3D 列印技術快速修改、測試,跳過傳統工廠漫長的開模、製作、修改等過程。

對愛迪達來說,短期仍以傳統工廠大規模生產為主,但他們希望在 2020 年讓快速工廠的產量提升到一半,因為其中寄託了愛迪達改良經營模式的願景。

在過去,新鞋上市前分店經理會依過往經驗預估要進多少量,進太多會有庫存、進太少又讓客人買不到。若快速工廠的技術和產能成熟,在地生產的時效優勢可以有效避免庫存問題:沒有你要的款式?到倉庫裡「印」一雙吧!
另一方面,也解決消費者長久以來的煩惱:鞋子不合腳。

在以往大量生產的模式下,消費者只有尺寸選項,即使外表再喜歡,版型不合只能忍痛放棄。但在愛迪達勾勒出的未來想像中,消費者買鞋只要到店裡,穿上內含感應器的鞋子到跑步機上跑一跑,就可以根據喜好和腳型量身訂做現場製作,逛個街回來就能拿到熱騰騰,剛「印」好獨一無二的客製化鞋子!

而面對變化越來越快的職場生態,過往「一招半式闖江湖」的時代已經過去。每天需要處理的挑戰更是「千奇百怪」,或許可以學學愛迪達練習「速度」和「差異化」,提升自己的彈性。

溝通效率不好怎麼辦?用虛擬實境降低跨部門認知落差,減少溝通成本

愛迪達在新品上市前,會進行一連串規模龐大的跨部門溝通:從產品設計、經銷商到零售體驗。但因為遠距會議的限制,常常只能用投影片傳達訊息,交流效率大打折扣,導致彼此產生認知落差和錯誤決策。

不過,愛迪達引進虛擬實境的技術後,跳脫了平面投影片的限制;於是設計師能用 3D 模型完整傳達設計理念、行銷團隊據以包裝成動人故事;當場景切換到終端零售店,店員也能在虛擬空間中演示銷售實際情形讓銷售體驗團隊參考,即時調整店面擺設、行銷重點和購物動線。

如此一來,當跨部門間有一致的認知,就能在早期發現許多錯誤設計或流程瑕疵,避免進入量產或銷售時才付出不必要的高昂修改成本。

此外,愛迪達也將擴增實境運用於消費者體驗,在少數店面中提供展示,消費者可以即時修改款式並觀賞鞋子在不同場合中穿在自己腳上的樣子。

在這個案例中,可以看出愛迪達非常在意團隊裡所有人是否有一致的共識,也很重視流程中因為溝通出問題導致成本增加的嚴重性,而這也是一般人無論在職場、家庭中都必須練習的課題。

成立 70 年來,愛迪達仍需不停找出新花樣來滿足日益挑剔的消費市場,接下來能不能如願以償、引領一波運動品牌轉型革命?讓我們繼續看下去!

全文轉載自創新拿鐵,原文標題:老牌鞋廠如何跟上潮流、不斷創新?學會愛迪達創新的 3 個案例,讓你找到突破自我舒適圈的動力!

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