設(shè)計中的綠色材料調(diào)查與應(yīng)用研究

摘要：葛藤作為一種綠色植物，同時它的莖稈經(jīng)過加工后也能成為一種新型的可降解綠色材料。通過我們對葛藤的特性和作用的研究，將這些研究成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，使其實現(xiàn)更大價值的同時也解決了一個迫在眉睫的生態(tài)問題。

關(guān)鍵詞：葛藤 綠色材料 環(huán)保利用

中圖分類號：TB47

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2015）09-0105-03

1選題背景

中國西南地區(qū)四川盆地大部處于亞熱帶季風(fēng)氣候，多云霧，濕度較大，土壤肥沃，十分適合葛藤的生長。近年來，由于葛藤生長繁衍過快，已漸漸由美化生態(tài)的植物變成妨礙生態(tài)和諧的破壞性植物。政府每年都會付出一定的人力和物力來治理這些破壞生態(tài)平衡的“植物殺手”，但其處理方式的粗放，依靠人工割除和噴施除草劑在一定程度上遏制了葛藤的過度繁衍，但是并不能徹底根除隱患，并且容易對周邊土壤造成破壞，處理不當(dāng)還會造成環(huán)境污染。如果能夠引導(dǎo)一些企業(yè)或個人對其展開應(yīng)用研究，并利用生產(chǎn)廠家變“害”為“寶”，不僅能夠有效地遏制葛藤的過度生長，節(jié)約政府資源，還能實現(xiàn)一定的經(jīng)濟(jì)效益，一舉三得。（圖1）

1.1關(guān)于現(xiàn)階段葛藤的應(yīng)用情況

目前葛藤的主要用途分兩大類：

（1）生態(tài)價值

葛藤對土壤適應(yīng)性較廣甚至在荒谷和石縫中都能生長，耐酸性強(qiáng)，耐旱耐寒，利于水土保持，作為良好覆被植物被運用于荒漠化治理中。

（2）藥用

葛根中黃酮和葛根素有明顯擴(kuò)張冠狀動脈作用，預(yù)防心率失常的作用，可擴(kuò)張血管，改善腦循環(huán)等。葛粉具有黏重、透明度高等特點，富含十幾種營養(yǎng)成分及礦物質(zhì)，可研制各種功能性保健食品和藥膳食品。葛花主治頭暈、怕冷、胸膈飽脹、解酒等。葛葉搗碎敷之，可治刀傷、出血。葛谷（葛的種子）主治下痢、解酒毒、補(bǔ)心清肺。

1.1.1國外應(yīng)用情況

葛藤原產(chǎn)于東亞，中國，朝鮮，日本，韓國等地，主要用于食用。20世紀(jì)以來，被歐美國家引進(jìn)用于治理水土流失。美國于1927年從日本引進(jìn)葛藤，主要用于治理土地荒漠化和水土流失?，F(xiàn)階段，以葛根為原料的提取物已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于美國的保健食品，生物藥領(lǐng)域，制成飲料，口服液等產(chǎn)品。葛根食品一直在日本是暢銷的保健食品，制成面包，粉絲，冰淇淋，葛凍等產(chǎn)品，由于資源匱乏，每年仍從中國進(jìn)口大量的半成品進(jìn)行加工制作。

1.1.2國內(nèi)應(yīng)用情況

與國外情況大致相同，目前國內(nèi)葛藤的應(yīng)用都屬于比較原始的使用階段，在環(huán)境治理上，葛藤仍然發(fā)揮著不可替代的作用；作為保健食品和藥物原材料，葛根與葛粉的應(yīng)用也較為成熟；另外，葛藤也用于飼用，作為馬、牛、羊、豬、兔等動物的飼草。

1.2綠色設(shè)計中綠色材料的應(yīng)用是大勢所趨

人類進(jìn)入21世紀(jì)，各行各業(yè)都在尋求可持續(xù)發(fā)展。在設(shè)計為人類創(chuàng)造了現(xiàn)代生活方式和生活環(huán)境的同時，也加速了資源，能源的消耗，并對地球的生態(tài)平衡造成了極大的破壞。早在20世紀(jì)中期，維克多·巴巴納克就在其著作《為真實世界的設(shè)計》中提出“以人為本”的設(shè)計理念，認(rèn)為設(shè)計應(yīng)該認(rèn)真考慮地球的有限資源使用問題，設(shè)計應(yīng)該為保護(hù)我們居住的地球的有限資源服務(wù)。綠色設(shè)計就是設(shè)計尋求可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。綠色設(shè)計是一個系統(tǒng)，綠色材料的選擇應(yīng)用與設(shè)計是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是整個綠色設(shè)計循環(huán)中的重要組成部分。（圖2）

2葛藤的危害與治理

2.1葛藤的生長特性

葛藤，又名：野葛，旋花科、銀背藤屬藤本，生于丘陵地區(qū)的坡地上或疏林中，分布海拔高度約300-1500米處。原產(chǎn)于東亞，在中國華南、華東、華中、西南、華北、東北等地區(qū)廣泛分布，而以東南和西南各地最多。葛藤喜溫暖濕潤的氣候，喜生于陽光充足的陽坡。常生長在草坡灌叢、疏林地及林緣等處，攀附于灌木或樹上的生長最為茂盛。對土壤適應(yīng)性廣耐酸性強(qiáng)，耐旱，耐寒。

2.2葛藤的危害

葛藤作為防治水土，保健藥物和喂養(yǎng)飼料等的原料，還能對一些貧瘠的土壤起到肥沃土壤的左右，但在部分地區(qū)，其極易繁殖過度的特性，破壞了生態(tài)結(jié)構(gòu)與功能，嚴(yán)重影響了該地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性，產(chǎn)生了諸多的社會與經(jīng)濟(jì)問題。

在四川盆地大部，由于氣候濕潤，土壤肥沃，是葛藤生長的天堂。早期還有農(nóng)民上山砍葛藤，用于制作藤編和飼料，隨著農(nóng)村生活條件的改善，漸漸不再有人去采摘，任其在廣闊的坡地上泛濫成災(zāi)，葛藤生長速度極快，其莖節(jié)上分布著許多小分根，具有強(qiáng)大的根系，它會就近吸收營養(yǎng)，見到植物就會去纏繞，迫使其他植物死亡，絞殺森林樹木，危害生態(tài)環(huán)境。

2.2原始粗放的葛藤治理方法

目前常見的治理葛藤方法有2種：人工割除和化學(xué)控制。人工割除是目前比較直接的方式，把葛藤割除掉之后燒毀；化學(xué)控制是割除葛藤之后，再噴灑除草劑，或者直接噴灑化學(xué)制劑，抑制葛藤生長。（圖3、圖4）

3葛藤的特性與再利用

3.1生長形態(tài)特征

葛藤屬豆科落葉木質(zhì)藤本，高可達(dá)3米，莖圓柱形、被短絨毛。葉互生，寬卵形，長10.5-13.5厘米，寬5.5-12厘米，先端銳尖或漸尖，基部圓形或微心形，葉面無毛，背面被灰白色絨毛，側(cè)脈多數(shù)，平行，在葉背面突起；葉柄長4.5-8.5厘米。聚傘花序腋生，總花梗短，長1-2.5厘米，密被灰白色絨毛；苞片明顯，卵圓形，長及寬2-3厘米，外面被絨毛，內(nèi)面無毛，紫色；萼片狹長圓形，外面密被灰白色長柔毛，長13毫米，寬5毫米，內(nèi)萼片較??；花冠管狀漏斗形，白色，外面被白色長柔毛，長6-7厘米，冠檐淺裂；雄蕊及花柱內(nèi)藏，雄蕊著生于管下部，花絲短，花藥箭形；子房無毛，花柱絲狀，柱頭頭狀。（圖5）

3.2理化特征

葛藤的優(yōu)勢是土壤適應(yīng)能力強(qiáng)，生長迅速。藤根莖的韌性較強(qiáng)，含水分時較柔軟，干燥后柔韌，耐磨耐壓，莖稈表面具有防水性，可染色。經(jīng)過一定現(xiàn)代技術(shù)加工處理，能防腐防蛀防蟲；葛葉含蛋白質(zhì)高，粗纖維較少，并含有較為豐富的氨基酸，有增進(jìn)食欲之效；葛根中富含有大量的淀粉及少量蛋白質(zhì)、纖維素等，其中淀粉含量較高，干物質(zhì)含量可達(dá)35%-40%，新鮮葛根中淀粉含量為20%左右，此外，葛根中還含有大量的葛根素和異黃酮類化合物。（圖6）

3.3葛藤利用可行性分析

3.3.1葛藤在制造業(yè)中的利用現(xiàn)狀

葛藤莖皮以前主要用于造船修船業(yè)和造紙，現(xiàn)廣泛用于制作沙發(fā)等家具。近年來，有將葛藤纖維（葛麻）用于地毯生產(chǎn)的實踐，據(jù)介紹用葛麻生產(chǎn)的地毯、壁毯、麻絹等產(chǎn)品可與蠶絲產(chǎn)品媲美，其色澤、牢固度、彈性、耐磨性均超過絲織地毯，且其經(jīng)濟(jì)及實用價值更高。

3.3.2葛藤在農(nóng)副產(chǎn)品中的利用現(xiàn)狀

（1）配制飼料

葛葉是天然優(yōu)質(zhì)飼料，既可供放牧，也可割草干貯，葛葉中含有的豐富營養(yǎng)對家畜的生長和品質(zhì)都有較大的好處，是理想的天然飼料。

（2）研制食品

葛根中含有大量的淀粉，從鮮葛根中提取的葛粉，質(zhì)地潔白、細(xì)嫩，還含有少量維生素和礦物質(zhì)和多種生理性物質(zhì)，可研制各種功能性保健食品和藥膳食品。目前，中國內(nèi)外已開發(fā)的葛根系列保健食品有：葛根口服液、葛根口服液、葛根面包、葛根粉絲、葛根冰淇淋、葛根飲料、葛粉紅腸等。

3.3.3葛藤在醫(yī)藥領(lǐng)域的利用現(xiàn)狀

《本經(jīng)》中記載：“味甘，平。主消渴，身太熱，嘔吐，諸痹，起陰氣，解諸毒?！备鸶刑岢龅狞S酮類化合物能增加腦及冠狀血管血流量，對高血壓動脈硬化病人則能改善腦循環(huán)，作用溫和。葛根具有升陽解肌，透疹止瀉，除煩止溫。治傷寒、溫?zé)犷^痛項強(qiáng)，煩熱消渴，泄瀉，痢疾，癍疹不透，高血壓，心絞痛，耳聾。臨床廣泛應(yīng)用于冠心病、心率失常、腦血栓形成、高脂血癥及急性腹瀉等。

4葛藤的再利用方向研究與分析

《詩經(jīng)》中記載“葛之覃兮，施于中谷，維葉萋萋?！敝袊嘘P(guān)葛的記載至少有二千五百年，在許多的文學(xué)作品中也有關(guān)于葛的記載，在歷代古籍中葛藤又名雞齊，黃斤，黃葛藤，野扁葛，葛條等。葛原產(chǎn)中國，在古代廣為種植，應(yīng)用亦廣。葛衣、葛巾為服飾；葛紙、葛繩應(yīng)用亦久：葛根用于治病，釀酒，荒年充饑；葛粉作為飲料；葛花解酒毒?！侗静菥V目》對葛的植物學(xué)特征，栽培，氣味，主治，附方和食用方法等進(jìn)行了較全面研究。

早在泰秦、漢時期，古代勞動人民已經(jīng)懂得用葛藤纖維紡線織布。古書中有關(guān)“葛麻”的記載指的就是葛藤纖維，至今仍有部分地方的人稱葛藤為“葛麻藤”，用這種纖維織成的布叫“葛布”或“夏布”。詩有云“老酒三杯千愁去，葛衣一撩萬事休?！痹娭兴浴案鹨隆本褪歉鹄w制品；中國在先秦時期鞋的前身屨，就是用葛藤績出的纖維編制而成，又叫葛屨。

由此可見，中國對葛藤的利用有著悠久的歷史，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對葛藤的利用也有所提升，但于山地野生葛藤，早期還有農(nóng)民采摘自用，后來隨著農(nóng)村生活水平的提高，人也不再親手制作生活用品，對這些自然材料的利用率降低。對于野生葛藤的來說，這無疑助長了其大肆繁衍生長，山地野生葛藤的瘋狂生長嚴(yán)重影響了樹木的正常生長，破壞了生態(tài)平衡，葛藤的葉子將整個樹冠覆蓋，導(dǎo)致陽光無法照入，阻斷了樹木正常的光合作用從而致其枯萎死亡，葛藤將樹木纏繞過緊，也會將樹纏死。葛藤成了山地間的“植物殺手”。

如何能將“植物殺手”變?yōu)榻?jīng)濟(jì)助力，實現(xiàn)其價值的同時還能夠消除對山地樹木的殺害，這不僅能夠使我們利用新的綠色材料制作出綠色環(huán)保的產(chǎn)品，也是現(xiàn)實新的經(jīng)濟(jì)價值的有效途徑。我們可以從從古至今人們對葛藤的利用中入手，將老手藝注入新活力，使其煥發(fā)新的生命。

4.1葛藤的應(yīng)用研究

葛藤根莖以前主要用于造船修船業(yè)和造紙，現(xiàn)廣泛用于制作藤編家具。隨著近年來技術(shù)的提升，有將葛藤纖維（葛麻）用于地毯生產(chǎn)的實踐，用葛麻生產(chǎn)的地毯、壁毯、麻絹等產(chǎn)品可與蠶絲產(chǎn)品媲美，其色澤、牢固度、彈性、耐磨性均超過絲織地毯。

（1）葛藤纖維的利用

古書中亦有記載人們利用葛藤纖維紡線織布，但其經(jīng)濟(jì)價值較低，因技術(shù)原因，大多數(shù)手工布料質(zhì)地較為粗糙，使用價值與附加價值皆不高?，F(xiàn)代紡織技術(shù)的提高為葛藤纖維的再利用提供了先決條件，葛藤纖維具有良好的吸濕散濕與透氣的功能，葛藤纖維的強(qiáng)度比棉纖維高；伸長率小，約只有棉纖維的一半，比棉纖維脆，將其與棉、毛、絲或化纖混紡，可提高其的柔軟度，將多種纖維結(jié)合起來，利用這種混紡纖維制作衣物，使其具有多種特點與優(yōu)勢。

宋歐陽修曾作詩云：“君閑可能為我作，莫辭自書藤紙滑?！闭f的就是藤紙。葛藤纖維柔韌，其中水分含量適中，纖維長度是一般樹種纖維的數(shù)倍。用起來制作藤紙，制漿得率較高，纖維強(qiáng)度較高且柔軟，其緊度，脆性及不透明度等綜合指標(biāo)良好，可以說是優(yōu)質(zhì)的造紙原料。（圖7、圖8）

（2）葛藤莖稈的利用

葛藤的莖稈是一種適宜采用編織工藝的優(yōu)等材料，葛藤含水量適中，富有彈性，經(jīng)過干燥處理后，富有韌性，纏扎性能較好，是用于制作藤編家具的優(yōu)質(zhì)材料。

葛藤柔韌耐壓耐磨，可以被編織成座椅、沙發(fā)、坐墊、杯墊等家具家居用品。利用葛藤的莖稈編織家具有很多好處，首先其是真真正正的綠色材料，無污染；其次材料獲取成本低，西南地區(qū)漫山遍野長滿野生葛藤，且其生長速度快，用其制作的產(chǎn)品價格一定不會過高，宜被大部分人接受；葛藤取材自然，給人-種親近之感，利用材料特點與現(xiàn)代先進(jìn)工藝結(jié)合，采用不同的編織手法，能夠創(chuàng)造出或現(xiàn)代或傳統(tǒng)等多種風(fēng)格的家具產(chǎn)品。（圖9）

4.2以葛藤為綠色材料的開發(fā)設(shè)計

設(shè)計是一種創(chuàng)造性的活動，與藝術(shù)不同它更側(cè)重于將成果應(yīng)用于生活實踐之中。設(shè)計是如何能合理的運用發(fā)明創(chuàng)造的原理，將原始的材料通過科學(xué)的途徑創(chuàng)造性的重新利用。使綠色產(chǎn)品的功能更加合理，操作更加環(huán)保，更加符合現(xiàn)代人的審美，符合時代的價值觀，促使產(chǎn)品不斷更新向前發(fā)展。

在工業(yè)設(shè)計中，對于葛藤的運用主要體現(xiàn)在家居用品的設(shè)計上，以葛藤纖維和根莖作為主要原材料進(jìn)行加工設(shè)計。

葛藤纖維柔韌，將其與天然的動植物膠質(zhì)混合制坯上漆，可制成具有較強(qiáng)裝飾性的家用飾品，不僅具有實用性，也是一種裝飾藝術(shù)品。具有觀賞價值的同時由于其制作人的手工技藝還賦予其藝術(shù)價值。將葛藤與漆器制作結(jié)合起來是關(guān)于葛藤制作綠色可降解材料的第一步，研究成功之后，這種綠色材料可應(yīng)用于工業(yè)制造業(yè)，成為工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)材料，為生產(chǎn)綠色產(chǎn)品提供基本原料。

葛藤的再利用不僅變廢為寶，更是拓寬了環(huán)保家居用品的市場，用葛藤制作的家居用品，樸素自然，給人以返璞歸真之感。四川美術(shù)學(xué)院以葛藤纖維制成的葛布（夏布）為原材料設(shè)計制作出一套家居用品。該設(shè)計以葛布為胎，以大漆髹涂，利用手工制作葛布質(zhì)地較為生硬，更好塑性的特點制作成器皿，既有作為器物使用所需要的硬度，又有其本身作為布料的一種所給我們帶來的柔軟視覺感受，剛?cè)岵?jì)，相得益彰。

利用葛藤莖稈易編織的特性，可以將其開發(fā)成系列產(chǎn)品。在材料的綜合利用上，將葛藤與其他新材料相結(jié)合，利用新材料、新技術(shù)、新工藝，或者把這些材料重新組合再利用，使其適用于不同的環(huán)境，對象。葛藤本身是一種優(yōu)質(zhì)編織材料，與其他材料結(jié)合，利用鐵，木等材料作為框架，表面再以葛藤根莖包纏編織。葛藤編織家具是完全符合環(huán)保家具保護(hù)、開發(fā)和利用自然材料，生產(chǎn)沒有污染的家具這一標(biāo)準(zhǔn)的。

葛藤作為一種綠色植物，由于其的繁衍速度讓周邊生態(tài)受到了巨大的威脅，一方面為了抑制其瘋長造成更大的生態(tài)危害，另一方面也為了尋找發(fā)展新型的可降解綠色材料，都使得對其的研究顯得更加有價值和意義。在以木材為首的自然資源越來越匱乏的今天，葛藤的開發(fā)利用解決了燃眉之急，不僅可以減少對自然資源的過度消耗，還為環(huán)保家居用品注入了新的活力。通過我們對葛藤的特性和作用的研究，利用自身的設(shè)計優(yōu)勢，整合利用各方先進(jìn)的生產(chǎn)知識和技術(shù)，提高產(chǎn)品的審美情趣，最終將這些研究成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，使其實現(xiàn)更大價值的同時也解決了一個迫在眉睫的生態(tài)問題。

5結(jié)論

葛藤雖然在部分地區(qū)由于疏于管理等因素，破壞了周邊的生態(tài)平衡，但只要我們有正確的利用途徑，就可以變“害”為“寶”。要解決這一問題，除了對其進(jìn)行積極的治理控制外，如何有效地將其轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)原料，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的提高，不僅需要生產(chǎn)廠家與設(shè)計師的通力合作，更需要媒體的大力引導(dǎo)，最重要的是政府在這些環(huán)節(jié)中的引導(dǎo)作用。由于野生的葛藤生長分散，不易收集，政府作為產(chǎn)業(yè)鏈的上游，要主動的去引導(dǎo)和啟動它，可以通過宣傳引導(dǎo)農(nóng)民在農(nóng)閑的時候去主動收集，由政府牽線，廠家直接收購的方式來進(jìn)行原料收集。不過由于它作為產(chǎn)品最終面對的還是市場的考驗，政府在這一方面也是不得不考慮的。要做到一手抓環(huán)境治理，一手抓變“害”為“寶”，兩手抓，兩手硬的方式。調(diào)動群眾力量，一方面減輕了政府的負(fù)擔(dān)，一方面也為農(nóng)民提高了一定的收入，解決了生態(tài)環(huán)境問題，也保護(hù)了生態(tài)平衡。