“材料与设计”是一个跨学科的专业领域，它结合了材料科学、工程学和设计学的知识，旨在通过创新的材料选择和应用来优化产品设计。这个专业的核心在于理解材料的物理、化学性质以及它们如何影响产品的功能、性能和美观性。通过深入研究材料特性，设计师可以创造出既实用又具有美学价值的产品。
1. 材料科学基础
材料科学是研究材料的结构、性质、加工方法及其相互关系的科学。在“材料与设计”中，学生将学习各种材料的基本属性，包括金属、陶瓷、聚合物（塑料）、复合材料等，并了解这些材料如何被用于不同的工业领域，如航空航天、汽车制造、建筑、电子设备等。
2. 设计理论与实践
设计理论部分涵盖了从概念生成到最终产品实现的整个过程。学生将学习如何运用创造性思维解决问题，掌握用户中心的设计理念，以及如何利用计算机辅助设计（CAD）软件进行三维建模。此外，还会涉及到可持续设计理念，探讨如何在设计过程中减少对环境的影响。
3. 案例分析
案例一：苹果公司的iPhone
苹果公司是材料与设计领域的典范。iPhone的设计不仅注重外观美感，还特别强调材料的选择以提升用户体验。例如，在iPhone 4中首次引入了不锈钢边框和玻璃背板，这不仅增强了手机的坚固性，也赋予了产品独特的质感。后续版本中，苹果继续探索新材料的应用，如采用更轻便且强度更高的铝合金作为外壳材料，同时不断改进屏幕技术，使显示效果更加清晰亮丽。
案例二：特斯拉Model S
特斯拉Model S是一款集成了先进材料技术的电动汽车。车身大量使用高强度钢和铝合金材料，既保证了车辆的安全性，又减轻了整体重量，从而提高了续航里程。内饰方面，采用了环保材料，如可回收塑料和天然纤维，体现了绿色设计理念。此外，特斯拉还利用碳纤维增强复合材料制造车顶，进一步降低车身重量，提高能效。