作者：于媛媛
近日，聯合國生物多樣性公約締約方大會第十五次會議第一階段會議在雲南昆明召開。尊重自然，順應自然，保護自然，建設人與自然和諧共生的地球家園，正在成為全人類的共識。"向自然學習"和"用最具生态效益的生命智慧"，設計界進行了大膽的探索和實踐。以材料行業為視窗，我們驚喜地發現，除了制造更高效、更輕便、更美觀的産品外，設計師還通過跨領域的連接配接和融合，創造适應性、自我調節和自我賦權的"新自然物體"。對未來藝術的探索激發了研究人員和從業者更廣泛的興趣和創造力，使人們有理由期待一個更可持續的未來。
位于波蘭華沙市中心的AirBubble遊樂場是世界上第一個內建的微藻空氣淨化生物技術遊樂場，周圍環繞着52個大型生物反應器，并在硼酸鹽玻璃瓶中含有綠色小球藻培養物，可過濾掉受污染的空氣。倫敦的EcoLogic工作室将裝置的主體設計為兒童玩耍的空間，也是一個獨特的城市實驗室，使用生物技術來解決空氣污染問題，減少對兒童健康的影響。
荷蘭設計師Lilian van Daal模仿植物細胞的結構，通過3D列印創造了一種獨特的椅子，無需使用墊子或填充物，通過改變結構的疏浚密度來確定椅子的彈性和舒适性，使其超輕且易于使用。
太陽能、風能、水、細菌、纖維素、電磁波...在生态環保的理念下，新的理念、新材料、新技術被應用到各種各樣的設計中。由中央美術學院和倫敦設計博物館聯合主辦的"萬物的生命——後石油時代的材料與設計"展覽，向觀衆展示了材料的演變和轉化，設計的創意和多樣性令人大開眼界。
"事實上，自20世紀60年代以來，設計界對生态問題和可持續發展的關注一直在上升，從那時起，綠色設計，生态設計和可持續設計的方法和概念已經成熟。大量的解決方案，如可回收，可重複使用，節省材料，可生物降解，高品質，易于拆卸等，都是基于我們對"人造物體"和"材料"研究的了解。"中央美術學院設計學院院長宋說。
人類設計的曆史也是物質更新的曆史。膠合闆比實木更堅固、更輕，在第二次世界大戰期間，它被用于制造飛機，然後用于設計舒适、廉價、人性化的椅子，對銅、鋁等金屬進行大規模精煉和應用，解決了工業、運輸設計等領域的許多問題，納米材料、3D列印等技術使高科技性能的設計更加容易......
無論是泥土、石頭、金屬，還是普通的竹子、松針，還是容易被忽視的藻華，這些"次要"材料構成了我們的日常需求，并構成了我們設計的基礎。在化石燃料對環境的壓力越來越大的時候，設計師們正在展望未來，尋求更新他們對材料的了解，并在新技術的支援下創造一種更加環保和人性化的設計方式。
"中國傳統道法哲學是自然和自然的，自然與人的統一是可持續設計理念所共有的。"中央美術學院設計學院教師王娜怡說。例如，廣東地區的祥雲紗線是一種純植物染料馬鈴薯染料染色絲織物，這表明，我們，幾千年的材料和技術，其實非常符合當今的現代觀念，解決新問題不一定用新材料，創新改造傳統資源是一條重要的方法和路徑。
生物材料，如近年來流行的菌絲體材料，受到設計師的青睐。菌絲體是一種類似于血管菌絲體的真菌物質，具有很強的附着力、可生物降解的特性，可用于包裝、服裝、建材等領域。
材料設計也意味着不斷的突破和創新，航天科技材料與工藝技術研究所的一顆"黑科技"——"凝固藍煙"納米氣凝膠，是火星探測器"天題一号"建設的重要突破，它代表着人類太空探索的夢想，也代表着中國未來在材料研發方面的實力。
中央美術學院美術館設計部主任紀玉傑是"生活與萬物"展覽的策展人之一，她認為，在材料更豐富、商業實力更強的今天，設計師的态度和地位更為重要，無論是用"計劃廢"來刺激消費，還是進行可持續的低碳設計， 這考驗了設計師的責任感和道德感。
物質是構成人類社會生存和發展的物質基礎，與我們的生活息息相關，物質的力量和價值往往因其普遍性和基礎而被低估甚至忽視。通過藝術家的創作，我們可以看到設計在解決緊迫的環境和社會問題中的重要作用，以及設計師對可持續發展的使命和責任。在材料的演進和設計中，我們想象未來，創造未來，保護未來。
現代制造業的快速發展使我們的經濟社會受益，我們被越來越多看似豐富的材料所包圍，不斷增長的需求改變了我們的生活，也給自然環境帶來了各種不良後果。對于物料的充分利用和合理的流通，已成為人類社會可持續發展的必然要求。在"可回收"概念的指導下，設計師們正在思考和解釋材料的生命周期。"可回收"這一關鍵詞涉及材料流通的不同過程，從可回收初級材料的改造使用和可生物降解材料的發明開始。
"超本土化"的概念是指材料設計的概念，在保持生态平衡的同時，深入原有的生态區域，根據當地特點或産品進行設計和生産，以增加當地收入，保護生物多樣性。例如，墨西哥設計師費爾南多·拉·波西（Fernando La Posey）與土着社群合作，使用當地的玉米殼制作瓷磚和馬賽克，這種材料的範圍從深紫色到奶油色，可以廣泛用于家居設計。新材料的生産為墨西哥本土農民提供了額外的收入來源，鼓勵他們保護和種植本地玉米品種，而不是選擇更有利可圖的轉基因品種。"超國産化"的案例，在一定程度上參考了中國目前的設計，也為材料的可持續發展提供了新的途徑。
松樹是世界上木材的主要來源，占松樹品質20%至30%的松針經常被丢棄。設計師Tamara Ochola正試圖研究數十億棵未使用的松針的潛在用途，這些松針可以通過壓碎，浸泡和壓制轉化為紡織品，複合材料和紙張，并在此過程中提取精油和染料。
中國設計師在超本地化方面也擁有豐富的設計創作。比如設計師張磊從傳統工藝中學習餘杭紙傘，用天然膠水将紙層層貼在傘骨上，制成了"漂浮"的紙椅，利用紙張細膩的質感和韌性，使其具有溫暖的觸感，也提供了非常好的支撐。原本給人一種柔軟的紙張感覺，在特定的工藝中，也能具有實木般的硬度。
設計師Marlene Whissud來自一個養蜂人家庭，是以蜜蜂成為她新工藝的靈感來源。蜂膠是由蜜蜂制成的玻璃狀材料，蜂巢每年産生不到100克蜂膠，使其非常有價值。通過将蜂膠等有趣和芳香的工藝品制成花瓶，Whisud希望激發對蜜蜂等昆蟲的更多關注和尊重。
材料中有毒物質的處理也是可回收過程的一個組成部分。鋁土礦殘渣，也稱為"赤泥"，是鋁工業的危險副産品，每次鋁提取産生兩個以上的廢料。SoThat工作室與鋁廠和研究實驗室合作，發現廢物可以加工成陶瓷和釉料。紅泥包是他們的研究成果之一，展示了有毒廢物如何轉化為安全和美麗的東西。
在重塑和再利用傳統材料的同時，設計師和科學家也在積極利用尖端技術開發更可持續的材料，并努力通過新興的科學和生物材料展示自己的未來。在這個過程中，跨學科實踐已成為共識，設計與生物學、計算機科學等學科緊密結合，由此誕生了各種品類、令人歎為觀止的前沿設計作品。
氣凝膠是一種具有納米多孔結構的輕質材料，被科學界譽為"改變世界的神奇材料"。在"天橋1号"火星車中，利用了中國自主研發的多項"黑科技"，其中火星車采用的熱控材料是一種新型的隔熱材料——納米氣凝膠，它可以應對極端高溫和寒冷兩種惡劣環境，其超輕特性大大減輕了火星車的負擔， 這樣它就可以跑得更快、更遠。
亮片可能看起來很小而且無害，但它們對海洋生物構成嚴重威脅。它們由石油基材料制成，經常被海洋動物釋放到海洋中并被誤認為是食物。生物彩虹亮片是由纖維素制成的可生物降解替代品。纖維素作為一種天然豐富的材料，品質輕，堅固且可堆肥，其閃光色自然形成。
SuperTree是由倫敦EcoLogic Studios設計的藻類農場的原型。樹木是目前城市周期基礎設施的一部分，"超級樹"重新利用樹木的原始形式，并将它們轉化為高分辨率，高生産率的光反應器，将人類新陳代謝與微藻生态循環聯系起來。能量流、物質流和資訊流在整個系統中相遇，使"超級樹"形成自給自足的微生态系統。
卡羅爾·克林特（Carol Clint）多年來一直在探索真菌長絲作為可生物降解材料的表面處理潛力，并為高污染的紡織工業尋找更可持續的替代品。菌絲體由天然存在于地下的密集的樹枝網絡組成。我們可以利用其消化纖維素并将其轉化為天然複合材料的能力，通過改變溫度和濕度等環境參數來引導織物上菌絲體的生長。
通過研究和參考自然界的創造性模式，生物學原理可以融入設計過程。在生物設計領域，設計師不再滿足于塑造材料的形狀，而是開始創造和開發新的生物材料。Biolace項目旨在探索合成生物學在未來制造業中的潛力，設計師對植物進行基因改造，不僅可以結出果實，還可以在根部種植可生物降解的生物蕾絲鞋帶。
（張玉梅、徐心怡整理）
光明日報（2021年10月24日第11期）
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