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Dyson超音速吹風機研發秘辛 男工程師偷偷把頭髮留長

《Dyson:詹姆斯.戴森的發明人生》書摘精選

吹風機是很多人每天都會用到的東西,Dyson Supersonic的研發耗時四年之久。圖/Dyson
吹風機是很多人每天都會用到的東西,Dyson Supersonic的研發耗時四年之久。圖/Dyson

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我們的空氣清淨機使用的是HEPA濾網加上活性碳濾網,HEPA濾網可以捕捉微小顆粒,活性碳則是處理有害氣體,譬如甲醛。不過,活性碳很快就吸滿氣體,反而又開始將氣體重新釋放到房間中,也就是所謂的「揮發」。於是我們開發出一種不會揮發的方法來捕捉甲醛,產品使用壽命內都有效,這套方法是採用我們的Cryptomic分解甲醛技術,用催化劑捕捉甲醛顆粒並分解成微小無害的水和二氧化碳。Cryptomelane(錳鉀礦)的特點是有數十億個原子大小的通道,能夠破壞甲醛。

人們大部分時間都待在室內,室內空氣汙染的嚴重程度甚至可能是戶外的5倍。Dyson Pure Hot + Cool三合一涼暖智慧空氣清淨機可以清除空氣中的汙染物,甚至能即時在機器和應用程式(app)上顯示汙染物是什麼。住宅內部釋放甲醛的源頭有很多,包括家具、油漆、木質地板、香薰蠟燭、煮飯、清潔用品、裝飾品和植栽等等,造成相當大的顧慮,尤其在中國,甲醛在中國不僅被認為是皮膚過敏和哮喘等狀況的原因,也被認為是某些癌症的禍首。我們的空氣清淨機效果很好,為民眾提供了其他空氣清淨機無法提供的保障。

我和彼得在數位馬達計畫初期討論過,我們可以做一個比吸塵器所需的馬達更小的馬達,取代吹風機裡面又笨又重又沒效率的馬達。傳統吹風機馬達的扇葉直徑有5公分甚至更大,我們想做的馬達直徑只有2.8公分,重量只有傳統馬達的幾分之幾,因為很小,所以可以放在吹風機的把手裡面,整個吹風機的重心就能放在手掌上。其他吹風機裝在吹風頭裡的馬達本身已經很重了,更因為槓桿原理幫了倒忙,會把馬達變更重,而我們的吹風頭只需要放進控制電子裝置、加熱器、一個能讓氣流倍增效果通過的大孔或風道。

在我看來,吹風機又是一個幾億人常常使用卻停留在過時技術的產品。現有吹風機很重,使用起來不舒服,感覺像是要用狂暴的熱風粗暴地吹乾頭髮,我根據自身經驗也發現它們的聲音之大,一大早可能就會把整屋子的人吵醒。我們能不能做出一台重量輕、安靜、能快速吹乾又不會損傷頭髮的吹風機?

為了開發更好的吹風機,我們首先想瞭解頭髮的科學,這是一個複雜的研究領域。我把頭髮留長,以便能從實際操作當中學習。許多男性工程師也開始留頭髮,長度不輸女同事,但卻不能跟另一半吐露原因,因為這個計畫照例是保密的。我們的團隊有毛髮專家加入,而我們有一部分的工程師則是回到學校學習更多頭髮知識,包括如何做頭髮造型。

我們學到頭髮是由2層組成。外層是多層扁平細胞組成,稱為角質層,就像房子的屋頂瓦片一樣,保護髮絲免於受損;內層,也是頭髮的主要結構,則是皮質層,充滿了角化的毛細胞,使頭髮具有強度和彈性,而且含有黑色素,這就是頭髮是黑色的原因。由於頭髮是由死細胞組成的,所以無法自我修復,如果受熱損傷就會一直是受損狀態,除非根部長出新髮。

過多的熱力會對頭髮皮質層裡面的氫鍵造成不可逆的損害,這些氫鍵是負責提供頭髮的強度和彈性,以及讓頭髮能夠塑造成不同的形狀。溫度如果超過150°C,α-角蛋白會慢慢轉化為β-角蛋白, 久而久之頭髮就會越來越脆弱、越來越沒有彈性。溫度如果超過230°C,頭髮會開始燃燒或熔化,堅固的雙硫鍵會快速斷裂,頭髮表層會變得凹凸不平,反光性流失,導致光澤和亮度降低,並且受損。

我們需要能夠精準地控制強大氣流和熱度。我們還瞭解到,由於基因差異,世界各地不同類型的頭髮在強度和彈性都各有不同,但是健康的頭髮能夠承受更大的力道,也能延展更長的距離。不只是頭髮成分比我們想像的有趣很多,而且幾乎不可能複製,我們得循正當管道買進各種不同族裔的頭髮,包括直的、波浪的、捲曲的、糾結的,而且厚度不同,然後再找出每一種頭髮對熱力和其他壓力的反應。這些頭髮也必須不含任何洗髮精和造型產品。

為了提供高速且可控的氣流,我們用上我們在氣流倍增風扇所累積的氣流知識,因而得以把氣流放大,產生高壓、高速的氣流噴射。不過,吹風機基本上需要的是一種新的馬達。其他一般吹風機靠近頭髮時,它的流動風扇會因為氣流受限而導致溫度飆升,對頭髮造成不可逆的傷害,我們需要的是一種即使氣流受限也能提供高流量的高壓渦輪機。

戴森Supersonic吹風機跟戴森所有產品一樣,會先經過我們內部測試實驗室的考驗。我們有所謂「 半消音室 」(semi-anechoic chamber)的聲音測試室,可以錄製、分析機器的純聲音。這些半消音室是按照標準規格建造的,是為了消除回音,所以牆壁不是平行的,牆壁和天花板都鋪上拉長的角錐形吸音泡棉,如果地板也鋪上這種泡棉就成了完完全全沒有回音的空間,但是你就不能在裡面走動也不能工作,只要在這種無聲、無回音的房間待上一段時間,人就會開始頭暈,因為聽不到任何聲音。

經過這樣的測試以及反覆的改進,我們把渦輪增壓器的葉片數量增加到13片,比一般標準多2片。這個有點晚的修改,意味著我們把高速馬達的一個噪音消除了,馬達聲音頻率變成了超音速,也就是超出人類的聽覺範圍。這意味著我們的吹風機比競爭對手更安靜,這也是為什麼這個發明稱為「超音速」吹風機。

這點是我們在產品上市幾週前才恍然頓悟的,不過,由於我們是用高度精密的自動化產線把一塊航空等級的鋁材銑出渦輪,所以馬上就能做這些更改。這些更改是在英國馬姆斯伯里這邊做的,新加坡產線那邊只有幾個人並不知情。

耗費4年研發以及5,500萬英鎊,我們動用了103位工程師,製作了大約600個吹風機原型機,產品一推出很快就供不應求,因為我們一如往例低估了市場需求。時尚設計師卡爾.拉格斐(Karl Lagerfeld)一聽說有這台吹風機,馬上來詢問如何拿到一台,不是給他自己用的,而是給他的愛貓 Choupette,這隻貓在 Instagram 的追蹤人數有25萬,還有自己的推特帳號。

另一方面,我們對康達效應(Coandă effect)產生極大興趣。康達效應指的是空氣會沿著曲面流動,我們想知道能不能利用這種效應把頭髮繞在髮捲上,塑造出捲髮,於是就做出我們2018年推出的戴森Airwrap多功能造型器。這台造型器是用氣流來造型頭髮,而不是透過高溫,換句話說,對頭髮的損傷比較小。

文章來源:詹姆斯.戴森著《Dyson:詹姆斯.戴森的發明人生》,寶鼎出版提供

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