都 2022 年了，千篇一律的手机该怎么做出「差异」

2022 年 2 月 26 日 少数派

1923 年 7 月 31 日，斯蒂芬妮·露易丝·克鲁沃克（Stephanie Louise Kwolek）出生于宾夕法尼亚州新肯辛顿的匹兹堡郊区，她的父母都是波兰移民。 1923 年正是某位奥地利落榜美术生发迹的伊始，在这个时间点以这个身份「润」美国，不得不说这对夫妇的确很有先见之明。

斯蒂芬妮的父亲——引用某段相声的说法——是一位「二手的科学家」，他热衷于自然科学和博物学，这份热爱也在言传身教下根植在了斯蒂芬妮的心底；她的母亲则是当地小有名气的服装设计师。

不过对斯蒂芬妮来说，比起探索自然她更希望自己能够像母亲一样在时尚界有所作为。但母亲凭借多年打拼的经验认定斯蒂芬妮生来过于完美主义的性格并不能胜任这个靠甲方吃饭的行当，加之父亲在她 10 岁的时候因病撒手人寰，斯蒂芬妮最终决定成为一名医生，以一己之力挽救更多人的生命。

Stephanie Louise Kwolek

学医从来都不是一件容易的事情，高昂的学费则是第一道门槛。斯蒂芬妮从小就显现出了做题家的天赋，她于 1946 年获得了卡内基梅隆大学的化学学士学位，并且寄希望于在化学相关领域的工作所得中赚到足够的钱来实现自己的医学梦。她的导师威廉·黑尔·查克（William Hale Charch）向她提供了一份杜邦公司在纽约市布法罗工厂的研究员职位，这家全美最大的化学工业公司早在 1939 年就推出了「尼龙」这一广为人知的合成纤维制品，并以此赚得盆满钵满。

而二战后频繁动荡的世界局势则使得防弹材料的需求与日俱增，此时的杜邦公司，正在试图找寻新的合成纤维以填补尼龙材料在高强度用途上的空缺。

▍ 这个意外发现，的确源于「造轮子」

刚进入杜邦公司的斯蒂芬妮本来打算攒够学费就马上跑路，但有关于合成纤维的研究很快引起了她的兴趣。

1950 年，斯蒂芬妮搬到了位于特拉华州威尔明顿，这里是杜邦公司的总部所在，此举也意味着她将留在杜邦继续自己的事业。从 50 年代开始，斯蒂芬妮致力于芳纶类聚合物的研究，在此期间她带领团队开发了耐高温阻燃纤维 Nomex（芳纶 1313），其难得之处在于此类产品在卓越的阻燃性能之外亦是相当优良的绝缘材料。

杜邦公司 logo

1964 年，由于预计到石油短缺，斯蒂芬妮的团队开始在杜邦公司的授意下寻找一种轻质的高强度纤维材料以替代钢材制造轻量化汽车所需的轮毂，而当时制造合成纤维的方式则需要对几种聚合物原料形成的溶液在超过 200°C 的高温下熔融，并最终通过喷丝工艺制造可供纺织的成品。

因为容易产生液晶等杂质，熔融聚合工艺是合成纤维的制造过程中最难以控制的环节，因此斯蒂芬妮提出了在 0°C - 40°C 的低温环境下利用化学方法进行聚合的设想。

令人意想不到的是，采用新工艺的产物呈现出了介于聚合物溶液和液晶溶液之间的特性，新的聚合物分子在紧密结合的同时获得了液晶的高度定向性，从而呈现出了惊人的物理强度。在场的所有人都明白这项发现的意义，于是在 1971 年，杜邦公司开始将名为 Kevlar 的新合成纤维材料投入市场，也就是为现代人所熟知的「凯芙拉」。

这个意外发现也将 Stephanie 送上了《时代》杂志封面

▍ 天上飞的地上跑的，哪里都有凯芙拉

作为一种合成纤维，一般凯芙拉纺丝的拉伸强度约为 3620 兆帕，作为对比，起重机上钢丝的拉伸强度为 1400-2000 兆帕，与此同时，凯芙拉纺丝的密度仅为钢丝的 1/5。

凯芙拉的刚性归功于分子间形成的密集氢键和来自相邻链之间的堆叠相互作用，这使得凯芙拉纤维的分子结构要比其他合成聚合物更加紧密和立体，凯芙拉纤维的分子倾向于形成层叠的平面片状而非丝状结构，正是如此的物理特性赋予了其非凡的强度。

凯芙拉的分子结构：粗线表示单个单元，虚线表示氢键

凯芙拉一经问世就受到了广泛欢迎，其首先用于制造包括战斗头盔、防弹面罩和防弹背心，用以和陶瓷等复合材料一起替代传统的钢制防护结构。在验证了凯芙拉抵御枪击和爆炸的实际效果之后，这种新型材料很快被用于制造保护载具车组的放崩落内衬，用以吸收爆炸产生的动能后效，这种设计能够以有效降低车体内部崩落的装甲破片杀伤乘员的概率。

在民用市场，凯芙拉经常被用于制作各类运动护具和劳动防具，在刚刚过去的冬季奥运会上，速滑运动员的运动服内部也通常被凯芙拉纤维所覆盖，以防止在摔倒和发生碰撞时被冰刀刮蹭造成二次损伤。除此之外，杜邦的另一位研究人员雅各布·拉希贾尼（Jacob Lahijani）在 80 年代发明的凯芙拉 K149 更是作为一种韧性极佳的合成纤维材料被应用于航空航天等高端领域。

目前凯芙拉家族一共衍生出了九种不同的类型，以应对越来越复杂的使用场景：

Kevlar K29 - 用于电缆、轮胎和刹车片等工业制品
Kevlar K49 - 用于制造高强度的电缆和绳索
Kevlar K100 - Kevlar K29 的彩色版本
Kevlar K119 - 具有更好的延展性、更耐材料疲劳的版本
Kevlar K129 - 增强韧性的版本，主要用于军事方面
Kevlar K149 - 具备极高韧性，常见于载具防护和航空航天等应用
Kevlar AP - 拉伸强度比 Kevlar K29 提升 15% 的升级版本
Kevlar KM2 - 为防弹性能特化的版本
Kevlar XP - 由树脂材料复合构成的轻量化 Kevlar KM2

尽管凯芙拉的应用范围非常广泛，但是能够将这种尖端材料物尽其用的领域对于我们来说依然显得相当遥远——可以说，生活中处处都可能存在凯芙拉，只是很少有人能够直接看到这些合成纤维的身影。

▍ 与智能手机之缘，成就了不少经典

如果说有一种事物能够将现代人的数字生活与凯芙拉紧密而可见的连结在一起，智能手机就是极佳的范例。

回顾智能手机表面材质的发展历程，绝大多数的产品都是围绕着「塑料 - 金属 - 玻璃」形成的环带之中不停的打转。虽然这其中也少不了竹木、皮革、碳纤维和所谓聚碳酸酯等少数派的介入，但这些更加小众化的材料都因为可靠性或成本问题逐渐退出了大众视野。

事实上，在现代智能手机曙光初现的时代，使用凯芙拉纤维制造的智能手机的确登上过大雅之堂，并且成就了一系列经典机型。

目前可追溯的首款采用凯芙拉打造的智能手机来自摩托罗拉，这家老牌通讯厂商对防弹材料似乎有种狂热的追求，2011 年 10 月推出的 Motorola Droid Razr ——国内通称的 XT910「薄刀」——是摩托罗拉手机委身 Google 前的巅峰之作，这款手机将当时顶尖的德州仪器 OMAP4460 双核心处理器等硬件装入了仅 7.1mm 厚度的机身之中，而起到保护作用的凯芙拉后盖仅有 0.3mm 厚，的确是智能手机工业设计上的一大奇迹。凯芙拉后盖的设计在保证机身结构强度的基础上能够将整机的厚度和重量降至常规材料不可企及的程度，同时拥有极强的韧性，以及抗磨、防刮、耐高温等特性，但制造难度和成本也随之水涨船高，因此并没有厂商推出同类型的竞品。

不出所料，XT910 的销量和口碑都相当成功，尝到甜头的摩托罗拉随即开始越来越频繁地将凯芙拉应用到与 Verizon 共同推出的 Verzion Droid 产品线上。其中比较有代表性的是 2013 年 7 月发布的 Motorola Droid Ultra 和 2014 年 10 月上市的 Motorola Droid Turbo，其中前者将凯芙拉纤维从背板延伸到了整机的外壳制造工艺中，从而形成了类似 Unibody 的凯芙拉全包式外观；而后者则将凯芙拉的防护性能在智能手机上发挥到了登峰造极的地步，也是摩托罗拉移动部门被 Google 收购后推出的最后一款具备凯芙拉被衬的智能手机。

Verzion Droid

摩托罗拉与凯芙拉的浪漫到此为止，但凯芙拉与智能手机的故事似乎也在这里迎来了转折点。

2015 年 7 月 28 日，当时那个青涩到还在以「手感真**爽」为 Slogan 的一加公司通过一场虚拟现实发布会公开了自家的年度旗舰 OnePlus 2 智能手机，多种可选的后盖材质是这款智能手机主打的一大卖点，其中凯芙拉纤维赫然在列。可惜定制化智能手机的风潮说过就过，一加在此后的机型中逐渐减少了可选的材质种类，凯芙拉也从智能手机的组成部分逐渐转变为高端保护壳常用的材料，并且在液态硅胶出现前几乎独占了这一细分市场。

无论是智能手机或保护壳，采用凯芙拉作为主要材质的优势都是显而易见的。除了极致的轻薄和可靠等基本特性之外，凯芙拉能够在同等的厚度和重量下获得最为轻薄的持握感；而选择这种材质的风险几乎也是同等的，导热性差、研发制造成本高，注定了在竞争惨烈的国内手机市场不会有太多厂商愿意考虑。

不过这并不意味着没有一款产品敢于逆流而上——iQOO 9 Pro「赛道版」就是这样的存在。

2019 年 2 月 12 日，vivo 通过微博宣布正式成立子品牌 iQOO，其品牌命名来自 I quest on and on ——生而强悍，探索不止。这个专注于顶级性能和创新设计的新兴品牌，在保持家族式设计语言的基础上每一代产品都有自己的独特风格，短短三年内也为智能手机市场带来了不少惊喜。

作为 iQOO 今年开年旗舰的「超大杯」，同时也是 iQOO 3 周年的特别献礼，iQOO 9 Pro「赛道版」则将凯芙拉和曲面设计的 3D 后盖以近乎完美的形式结合到了一起，将属于上个世代的智能手机记忆，重新带回了我们手中。回顾 iQOO 数字系列的发展历程，也不难看出 iQOO 在手机材质上漫长的「上下求索」之路——从 AG 玻璃到素皮，再到如今的凯芙拉，比起某些厂商在摄像头排列这种事情上的标新立异，iQOO 的思路在我看来算得上是「方向正确，感知很强，体验上佳」。

当然，选择凯芙拉这件事，放在 2022 年除了差异化，还有一些不一样的意义。

天下大势，卷久必摆，摆久必卷——然而高端智能手机的内卷从来就没有半点停息的意思，打了十多年的硬件军备竞赛到现在依然是一片腥风血雨。如今在骁龙 888 和骁龙 8 gen1 两代吃电大户的加持之下，各大厂商都在自家的旗舰机内部疯狂堆料，元器件的堆叠好似艾莎高唱《Let it Go》——万丈高楼平地起，不仅是寸土寸金的内部空间被压榨到极限，智能手机的吨位也越来越重量级，几年前还被调侃的「索半斤」甚至都已经泯然众人矣。

如此严苛的大环境下，凯芙拉无疑是解决智能手机堆料问题的一大突破，相对于塑料、金属和玻璃这类传统材料，凯芙拉在厚度、重量和耐久度上都具有压倒性的优势。因为凯芙拉本身的高硬度和抗冲击性，我们甚至可以放下对厚重保护壳的依赖——要我说，iQOO 9 Pro「赛道版」的中框过渡相当自然流畅，四曲面设计的绝佳握持感和凯芙拉后盖的温润质感，就目前而言可以说是让人爱不释手，如果你在购买时愿意多花点钱买个官方碎屏险，那基本上可以说是「裸奔」无忧了。

这种「就在樊笼里，复得返自然」的感觉算是当下智能手机用户难有的心动吧？

最后，凯芙拉近乎完全绝缘，对手机信号的削弱作用无限接近于零，目前正值 5G 网络大规模铺设、信号基站频繁变更的时期，得益于流媒体和手机游戏的飞速发展，用户对于网络的需求无比高涨，凯芙拉能够完美规避金属材料对手机信号的干扰和屏蔽问题。

▍ 创新不易，将凯芙拉做成后盖同样困难

在智能手机上使用凯芙拉作为主体材料的优势数不胜数，但如今在 iQOO 9 Pro「赛道版」之外也再找不出其他采用类似设计的产品。凯芙拉高昂的制造成本的确是一个不可忽视的因素，但更加深层的原因则在于现代智能手机高难度的制造工艺。

仔细观察上文列举的 Motorola Droid / Razr 等产品，这些智能手机要么采用一整块 2D 设计的凯芙拉直板和其他材料拼接作为后盖，要么是将几层凯芙拉织物覆盖在作为支撑的后盖基板上来实现所谓的「一体化」。如今的高端智能手机通常采用 3D 后盖，要在没有基板的情况下将一块完整的凯芙拉板材做成曲面造型很难达到手机后盖精密装配的间隙要求。

对 iQOO 来说这同样也是个难题，iQOO 据称为此投入了百万元的研发成本。

我们最终拿在手里的这块凯芙拉 3D 后盖，仅编织纤维密度就达到了 600D，按照旦尼尔数换算下来，即 9000 米长度的这种编织纤维重量也才 600 克，其细密程度可见一斑（事实上现实生活中 600D 的涤纶牛津布就已经具备不俗的强度了，感兴趣的朋友可以去了解一下）。

除了从基础上给定成品需要达到的制造精度，iQOO 9 Pro「赛道版」这块 12.34g 重量的后盖，还需要放置在具有良好防火性能的特殊热固性树脂中预浸、将 3 层纤维材料叠层热压后再叠加、通过真空高温硫化工艺进一步塑造 3D 弧面造型……共计「7 涂 7 烤 2 磨」十六道复杂工序，从工艺到成品质量，都可以说是不负凯芙拉之名。

整套流程下来，iQOO 的凯芙拉加工技术其实已经有些近似于上文列举的「Kevlar XP - 由树脂材料复合构成的轻量化 Kevlar KM2」了，后者正是目前凯芙拉产品线上最新、也是最主要的技术类型。

凯芙拉的本质是一种织物纤维，因此激光切割材料后的边缘处理也是 iQOO 9 Pro「赛道版」后盖制造过程中的一大难题。iQOO 设计团队给出的解决方案是以「微包边」工艺对后盖进行处理，即利用极少量的 PC 树脂对切割成型的后盖边缘进行覆盖，并且通过喷涂哑光 UV 漆的方式对织物纤维进行进一步的保护，从而提升整体的耐用性。

除了极高的加工难度之外，凯芙拉还是热的不良导体，这也就意味着智能手机运行时所产生的热量很难通过凯芙拉传导到空气中。iQOO 的设计团队充分考量了凯芙拉的这一特点，最终选择了一个非常讨巧的方案。