摘要仿生学作为一门新兴学科进入到服装中,在服装等领域得到了广泛的应用,并与科学技术结合,创造出许多新型的材料和服装,使服装具有了更多的功能和作用。本文从服饰的功能作用出发,介绍了仿生学在现代服饰中的应用及其应用方法。
关键词:仿生学 科学技术 服装 功能
中图分类号:TS941文献标识码:A
仿生学是一门研究范围宽泛的学科。其研究范围主要包括:力学仿生、能量仿生、分子仿生和信息与控制仿生,形成了一门数学、物理学、化学、技术科学与生物学相融合的边缘交叉学科。对于现代服装设计来讲,仿生学研究的方向和内容为服装设计在设计思想、设计理念及技术原理等方面,提供了理论与科学的物质支持。仿生学因此也成为指导与辅助服装设计的一个重要学科。在理论与实践上均有深远的建设性意义。
仿生学的出现极大地丰富了人类的思维想象能力,在服装设计的过程中,人类通过对生物界中动、植物的启发和模拟,改善了服装的功能和舒适性,同时将服装推到一个神奇的领域中。目前,具有仿生效果的服装已经应用到安全防护、军事、医疗卫生、体育竞技、民用等许多领域。本文从服饰功能出发,介绍了仿生学在现代服饰中的应用。
一仿生学在现代服饰中的应用
1防护
受动物界硬甲动物(如乌龟)的造型启发,人们在设计防护服装时,根据防护的目的和人体容易受伤害的部位对其进行特殊的保护,并将这些服饰应用到军事、运动和安全防护中。如防弹服:通常由防弹层和衣套组成,衣套常用化纤织物制作,起覆盖和保护防弹层的作用;防弹层用金属、玻璃钢、陶瓷、尼龙、开夫拉等硬质和软质材料单一或复合制作,使弹头、弹片弹开并消释冲击动能,起到防护作用;如美国“龟背防护”运动胸衣专利产品的罩杯是由低密度的聚乙烯塑料材料制成,罩杯上的透气孔能使湿气快速蒸发,“龟背”罩杯材料柔软且有韧性,可以抵御外界的冲撞力,适合于在运动强度比较高的集体运动场合。
2隐蔽
在军事领域内服装作为隐蔽自己的防护工具,对于战争的胜利与否有非常大的作用。例如:科学家通过对蝴蝶色彩的研究,为军事防御带来了极大的裨益。在二战期间,德军包围了列宁格勒,企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施。苏联昆虫学家施万维奇根据当时人们对伪装缺乏认识的情况,提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理,在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。因此,尽管德军费尽心机,但列宁格勒的军事基地仍安然无惹,为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。根据同样的原理,后来人们还生产出了迷彩服,大大减少了战斗中的伤亡。
3防水拒油
水滴在荷叶上总能聚成球形并四处滚动,这是因为荷叶表面有大量的微细凹凸结构,这些凹凸部分的表面被一层表面张力很小的蜡状物质所覆盖,水滴不能由此进入荷叶内部,这种不被水润湿的现象,称为憎水、疏水或拒水。荷叶还有一种自洁功能,即荷叶表面的脏物经雨水冲涮,就会自行随水而去,这种不沾油污的现象,称为拒油。荷叶的这种功能也来自于其内部的特殊结构特征。通过对荷叶内部组织结构的仿生模拟,科研人员研制成了防水拒油织物,并广泛应用于室内外运动服、滑雪服、防疫工作服和普通民用服装中。
4防寒
科学家借助于高倍电子显微镜,揭开了北极熊不怕寒冷的奥秘:它的毛与虎、狮、熊、绵羊的毛不同,中间是空的管状结构,每一根毛都相当于一根微小的“光导管”。这种“光导管”能让外界的紫外线透入,并把它阻隔在里面,不仅保温性好,而且还有自动增温的作用。于是科学家就根据北极熊毛的结构,研制出一种重量轻,弹性高,保温好的人造中空纤维,用它制作的防寒军服大大提高了服装的保暖作用。我国纺织科技人员利用仿生学原理,借鉴陆地动物的皮毛结构,设计出一种KEG的具有防风和导湿作用的保温面料。动物皮毛具有生态御寒功能,其结构是在近皮处生长绒状毛,外表覆盖长毛。因为纤维的各种组织形态中绒状结构储存的空气量最大,生物体利用空气阻热的性能,达到最佳的保温状态。而纤维的各种组织形态中,又以长毛横向风阻量最大,抗风作用好。这就形成了绒状毛阻挡体温向外散发,横向长毛阻挡寒风侵入的作用。
5自我调节
松塔能根据外界适度的变化,自动地张开闭合:当大气湿度下降时,松塔的鳞状叶子会自动张开进行“呼和吸”。英国科学家根据这一原理研制出了一种神奇的未来服装,它能够根据外界温湿度变化自动调节,具有排热、保暖和除湿功能;科研人员研制的类似松塔结构的双层智能面料的表面分布着无数的凸起,这些凸起的功能类似松塔的鳞状叶子,其直径不超过5毫米,由羊毛等吸水性强的材料制成。当人体变热出汗时,面料上凸起的“鳞片”在水分的作用下打开,外界空气进入孔隙,使水分蒸发,起到降温作用。水分蒸发完毕,“鳞片”会恢复到最初的关闭状态。据称,这种智能面料可用于大衣、帽子、手套、裤子等服饰中,其产品将在几年后陆续问世。
6提醒、警告
受萤火虫这一夜间发光生物的启发,科研人员研发出一种荧光材料,并将其作为涂层材料涂于织物的表面。采用这种材料制作的服装,不仅在夜晚、即使在有雾的天气中也能够被识别。警察的夜间作业穿的背心、儿童穿的外套、鞋和书包往往都采用有这种材料。诸如老虎、毒蛇、黄蜂等比较危险的动物,都具有鲜艳的体色,以警告其它动物。还有一些动物本来没有毒性,但伪装出鲜艳的颜色欺骗天敌,这种现象被称为警戒色。人们利用动物的这种特性仿制出一系列色彩鲜艳的具有警示作用的服装,用于相对比较危险的岗位的工作人员的工作服,大大降低了事故的发生率。比如说在马路上工作的清洁工、交通警察的服装、建筑工地的头盔色彩等。
7医疗保健
卡萨斯州州立大学服装与纺织学院开发的,用于治疗学龄前儿童感觉功能紊乱的娱乐型服装获得了专利,这是首次将服装作为用于治疗疾病的工具,它通过扩大感受范围,刺激孩子的触觉,来辅助治疗学龄前儿童感觉功能紊乱疾病。服装从外观上看像只甲虫,它由套头背心、头盔、披风和重量调节砝码组成。同时在手臂、膝盖、脚等处设计了几组弹性襻带,孩子在运动时可以加强本体感觉和触觉感受,使孩子能够感受到肌肉和关节的运动。服装含有15种不同性质的面料,通过不断触摸可增强触觉受刺激的频率。调解砝码可以根据孩子对运动的敏感程度进行调整,它们可以放置在披肩前端的袋子里。
二现代服装设计中仿生设计应用的方法
1具象仿生的设计法
在自然界中,由于具象形态具有很好的情趣性、可爱性、有机性、亲和性、自然性,人们普遍乐于接受,所以对自然生态系统的物体形态进行直接模仿或借鉴,以象形为目的形成具象仿生设计。它可以再现自然生活的造型、色彩、图案或服饰品,是一种设计风格直观明朗,形象生动又富有亲和力的仿生设计方法,能表现出一种纯天然的美感。也是设计师对于生活中美好事物的感情寄托。
2抽象仿生的设计法
自然界中没有简单的线、圆、三角形及多边形等的形状,因此人们需要运用归纳、创造出一系列的几何形状,也就是对自然形态的抽象化。因此抽象化的形态具有高度简化性和概括性、丰富的联想性和想象性,所以运用到服装的仿生设计中,人们不但可以感受到产品形态的有机、可爱、情趣、亲和、运动等特点,也充分地释放了顾客的自由想象力,使顾客从不同的角度感受到仿生形态赋予服装的艺术美感和想象空间,这就更容易满足不同层次的顾客,从而激起他们共同的购买欲望。
3意象仿生的设计法
意象仿生设计是一种介于具象设计与抽象设计之间的设计手法,更重要的是以“形”表“意”,领悟诠释自然界的无穷魅力和万物之灵性。它可以不“形”却很“神”似,它是在前两种方法的基础上,要求设计师必须富有丰实的情感去联想、创新,并综合运用服装的色彩、廓型、结构线的设计等,表达和谐统一的自然意境美。
4功能仿生设计法
功能仿生设计法是研究生物体和自然界物质存在的功能原理,并将这些原理运用到服装设计中,进而完成具有某种特殊功能性服装的设计。这种方法重在留心观察和发现,设计者要善于观察、留心生活的细节,关注自然,才能从生活中发现素材,在自然中寻求设计灵感,并以合适的手段运用到服装设计中,从而发挥其重要作用。
三服装仿生设计的社会价值
任何一件技术产品,其存在的首要条件是具备一定的效用功能。而这一点就决定了技术美与产品的效用功能之间有着不可分割的联系。功利性与审美性所处的位置,理应是功利性为重,审美性次之。而仿生服装作为与人类生活密切相关的特殊产品存在,它也有着自己独特的衡量社会价值的方式。
首先,社会审美价值。
在一般服装中,人们倾向于先从它的审美价值考虑,引起人们最先注意的是它的色彩、造型、质地的光泽等,生活中也曾多次发生过购买商品者重视“椟”胜过“珠”的现象。但是对于仿生服装而言,其审美功能,则从情感角度上反映了人类对精神自由的追求。也是人对服装在视觉、触觉和动觉感受等方面产生的愉悦和精神上的满足,它是建立在创造者、使用者和参观者个人情感体验的基础上的。只是随着人们物质生活水平的日益提升,服装的审美性所处的位置已经越来越重要,但也就是在这样一个“不思食物思衣物”的时代,人们日益提高的审美标准发生了翻天覆地的变化。尤其是对仿生服装的审美标准,已不仅仅是局限在外在色彩、造型的审美上,而是对健康、自然、舒适更为重视,并渐渐作为一种重要的前提而融入人们的审美观中。
其二,社会的功利价值。
从现代仿生服装的社会价值考虑,它的特点决不仅仅是它的审美性,功利性更是为人们重视的与其审美性不可分割的的一种特性。人们由于对社会生态平衡被破坏而花样百出的传染性疾病、一连串的反常气候的恐惧心理,已经产生了向往健康、回归自然的强烈需求,尤其是在仿生服装设计中,首先考虑其功利性而后是其审美性,但是新的审美标准又已经融入了很深的功利性价值的考虑,所以,现代仿生服装的功利性价值是在审美价值的基础上体现出来,并不断提升其本身的审美价值。它们是不可分割,相互依存并相互提升的。
四结语
随着仿生学越来越多的被应用于服装中,现代服装的造型及表现形式越来越明显地体现出了人们追求自然、追求生态平衡、追求和谐的心理需求,不只是设计师在传达自己的精神理念,同样也是满足消费者(欣赏者)精神的审美需要。仿生学的出现和发展,进一步拓展了人类的思维和想象,在人与自然的相互斗争和相互融合过程中,人们借鉴动物、植物的性能和组织结构特征,并将其应用到服装领域中,从而拓展了人类生存和发展的空间,提高人类的生活质量和生存性能。它为人类能够充分利用自然界多种生物的优异功能并将其服务于自身的发展和进步提供了新的思路和创新,功能不同、形色各异的服装为确保人类的安全、健康、舒适提供了新的途径。可以预测,在仿生学的启示下,人类的服饰将具有越来越多的功能,为现代服装设计的发展带来生机与活力,为未来服装设计开拓更为广阔的空间,并最终改善人类适应自然、改造自然的能力。
参考文献:
[1] 范尧明、张培高:《仿生学在化学纤维开发中的应用》,《中国纤检》,2004年第7期。
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[3] 孙立华译:《21世纪穿什么》。
http://www.fx.edu.省略/ziyuan/xkck/qita/21shijichuanshenme.htm.2004年11月26日。
[4] 《昆虫与仿生学》。http://www.cas.省略/html/Dir/2001/12/03/4980.htm.2001年12月3日。
作者简介:闫学玲,女,1976―,河南南阳人,本科,实验师,研究方向:服装设计与工艺,工作单位:河南科技学院。
