仿生學(xué)在服裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

賀曉亞

江西服裝學(xué)院 (中國(guó))

仿生是一種創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)思維，是基于解構(gòu)思維，將原型的特征拆分后的重新設(shè)計(jì)。仿生學(xué)是基于對(duì)自然界存在生物特征的探索發(fā)現(xiàn)、信息歸納總結(jié)、模仿制造、驗(yàn)證分析，并推動(dòng)新型事物發(fā)明創(chuàng)造、更新?lián)Q代的一門(mén)交叉學(xué)科[1-2]。當(dāng)前經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展致使環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)重，生物滅絕、資源匱乏、空氣質(zhì)量不斷惡化，使人們?cè)谌粘Ｉ钪懈觾A向于選擇天然或原生態(tài)的產(chǎn)品。大自然生物種類(lèi)的多樣性也為服裝設(shè)計(jì)提供了靈感與素材，服裝設(shè)計(jì)師們將仿生學(xué)原理與服裝設(shè)計(jì)領(lǐng)域的人體結(jié)構(gòu)學(xué)、心理學(xué)、美學(xué)等元素相融合，滿足人們對(duì)服裝設(shè)計(jì)功能、審美、造型等因素的要求，提高服裝設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性。本文通過(guò)闡述仿生學(xué)在服裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)踐，為仿生學(xué)在服裝設(shè)計(jì)中的進(jìn)一步應(yīng)用提供參考。

1 仿生學(xué)在功能性服裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

仿生學(xué)在功能性服裝中的應(yīng)用是仿生學(xué)運(yùn)用的的重要部分，是制備功能性服裝的重要研究方向與突破口。

1.1 仿生學(xué)設(shè)計(jì)在服裝力學(xué)中的應(yīng)用

人們利用仿生學(xué)設(shè)計(jì)使服裝具有特殊的力學(xué)性能最早出現(xiàn)在魚(yú)鱗盔甲的設(shè)計(jì)中，圖1所示為仿生魚(yú)鱗甲設(shè)計(jì)。魚(yú)鱗盔甲作為中國(guó)古代重要的防護(hù)裝備，具有優(yōu)良的防刺與防砍力學(xué)性能。其設(shè)計(jì)主要參考魚(yú)鱗的排列分布，連接鱗片的繩索隱藏在編綴甲片下，降低了被砍斷的機(jī)率。通過(guò)不同的編織方式，最大限度的保證盔甲的伸縮性能，使其隨彎曲度調(diào)整形態(tài)，很大程度上保證了作戰(zhàn)人員的身體安全。

除防護(hù)用品外，目前研究較熱的自清潔服裝的設(shè)計(jì)原理則來(lái)自荷葉的自清潔效應(yīng)。荷葉粗糙的表面布滿著許多微米尺度的乳突，增加了其表面張力，使得液態(tài)水在其表面呈現(xiàn)水珠狀態(tài)，減少了與荷葉的接觸面積，可自動(dòng)滑落，達(dá)到除水除油自清潔的功能[3]。吉林大學(xué)焦志彬基于此原理[3]，利用SiO2粒子為基體結(jié)構(gòu)材料，配以具有粘附性與吸光性能的輔助添加材料制備了一種具有自清潔與反射復(fù)合功能的涂層材料。該涂層材料具有很強(qiáng)的物理穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性與機(jī)械力學(xué)性能，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)材料成份配比可對(duì)涂層后織物表面自由能與微觀粗糙程度進(jìn)行控制，具有很強(qiáng)的可操作性，市場(chǎng)前景廣闊。

圖1 仿生魚(yú)鱗甲設(shè)計(jì)

Speedo公司推出的一款模仿鯊魚(yú)皮膚制作的高科技泳衣，其核心技術(shù)就在于在采用了超伸展纖維模仿鯊魚(yú)皮膚表面粗糙的V形皺褶設(shè)計(jì)，穿著者在游動(dòng)過(guò)程中可以大大減少水流對(duì)身體的摩擦阻力，使身體周?chē)乃鞲咝У亓鬟^(guò)，這款仿鯊魚(yú)皮膚設(shè)計(jì)的泳衣測(cè)試數(shù)據(jù)表明其可以有效降低3%水的阻力，極大提高穿著者游泳的速度[4]。此外還有基于仿生結(jié)構(gòu)對(duì)柔性可穿戴外服力學(xué)舒適性的評(píng)價(jià)和皮膚摩擦觸覺(jué)感知的舒適性和機(jī)理研究等仿生學(xué)的應(yīng)用[5-6]，多以材質(zhì)、外觀造型為切入點(diǎn)。

1.2 仿生學(xué)在服裝色彩設(shè)計(jì)上的應(yīng)用

仿生學(xué)在服裝色彩中占有重要地位，現(xiàn)階段利用仿生學(xué)服裝色彩設(shè)計(jì)以模仿周?chē)h(huán)境進(jìn)行隱匿與利用色彩差進(jìn)行警示為主。色彩的隱匿作用是一種光學(xué)上的掩飾，通過(guò)使觀測(cè)者遲緩獲取視覺(jué)信息而獲得偽裝功能。如陸軍部隊(duì)采用的“迷彩服”中綠色或黃褐色斑點(diǎn)與實(shí)際野戰(zhàn)中荒漠、高原周?chē)h(huán)境色近似，起到掩護(hù)主體對(duì)象不易被敵方發(fā)現(xiàn)，提高安全性的目的。變色龍、樹(shù)葉蝶等動(dòng)物能隨環(huán)境的變化迅速改變體色來(lái)保護(hù)自己的安全，人們根據(jù)此原理制作出了變色服裝，賦予服裝多變的色彩。如根據(jù)周?chē)鷾囟茸兓M(jìn)行變色的變色服裝[7]。還有基于仿生蠶絲蛋白SilkⅡ結(jié)構(gòu)研制的可變色復(fù)合材料，具體工藝為：利用聚苯乙烯納米微球?qū)胫两z素蛋白，加以乙醇誘導(dǎo)致使絲素蛋白的二級(jí)構(gòu)象發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而制備出具有仿生變色的復(fù)合材料，且該材料制備工藝簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)[8]。此外利用柑橘鳳蝶黃色區(qū)域與大紫蛺蝶藍(lán)色區(qū)域鱗片模擬制備的人工生色黃色與藍(lán)色紡織品為降低傳統(tǒng)印染帶來(lái)的環(huán)境污染指明了一條可持續(xù)發(fā)展道路[9]。

1.3 仿生學(xué)在服裝舒適性設(shè)計(jì)上的應(yīng)用

服裝的舒適性是服裝設(shè)計(jì)的重要參考指標(biāo)，也是服裝設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵。本文以服裝的保暖性能為例，闡述仿生學(xué)在服裝舒適性上的應(yīng)用。現(xiàn)階段利用仿生學(xué)提高服裝保暖性能的方法主要有2種：一是模擬動(dòng)物皮毛在身體外型覆蓋毛羽，在服裝內(nèi)部和外部設(shè)計(jì)中增加類(lèi)動(dòng)物皮毛纖維，通過(guò)增加纖維間內(nèi)部空隙的微空間數(shù)量，提高服裝的熱阻，從而達(dá)到提高服裝保暖性的效果。二是分析動(dòng)物纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)，研發(fā)保暖纖維?？茖W(xué)家將北極熊等動(dòng)物皮毛纖維切開(kāi)在高倍顯微鏡下發(fā)現(xiàn)皮毛纖維內(nèi)部呈現(xiàn)中空結(jié)構(gòu)，其可以在紫外線照射下將光能產(chǎn)生的熱能存儲(chǔ)在纖維內(nèi)部，當(dāng)外界溫度降低，產(chǎn)生溫度差時(shí)，纖維內(nèi)部?jī)?chǔ)存的熱能通過(guò)輻射的方式向外釋放熱量，從而達(dá)到保暖的效果。研究者基于此原理，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出了冷熱調(diào)節(jié)功能的空調(diào)纖維，改善了服裝的舒適性[10]。

2 仿生學(xué)在現(xiàn)代時(shí)裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

仿生學(xué)在現(xiàn)代時(shí)裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要集中在服裝的外觀造型、圖案色彩、材質(zhì)3個(gè)方面。服裝材質(zhì)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)主要服務(wù)于功能服裝設(shè)計(jì)，在此不再贅述。下面對(duì)仿生學(xué)在現(xiàn)代時(shí)裝造型設(shè)計(jì)及圖案色彩設(shè)計(jì)兩個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)闡述。

2.1 仿生學(xué)在時(shí)裝造型上的應(yīng)用

時(shí)裝的造型可使人對(duì)時(shí)裝產(chǎn)生最為直觀和直接的視覺(jué)感受，是時(shí)裝設(shè)計(jì)參照的3大要素之一。如圖2 所示的仿生解剖主義時(shí)裝設(shè)計(jì)，充分借鑒了人體生物結(jié)構(gòu)，利用色彩、線條、輪廓造型直接或間接的應(yīng)用到時(shí)裝造型設(shè)計(jì)上，模仿原型的特征和韻味，并結(jié)合時(shí)裝和人體造型的特點(diǎn)，給人以強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊。現(xiàn)階段利用仿生學(xué)進(jìn)行造型設(shè)計(jì)的時(shí)裝較多，如2012年 秋冬的仿生款緊身服裝不但將爬行類(lèi)動(dòng)物的紋理盡情展現(xiàn)，還伴隨面料局部的撕裂設(shè)計(jì)，更具真實(shí)感。仿生學(xué)在時(shí)裝造型設(shè)計(jì)上的應(yīng)用不勝凡舉，諸如蛇紋鱗片時(shí)裝、蝶形時(shí)裝，比比皆是，這些時(shí)裝設(shè)計(jì)或?qū)憣?shí)、或抽象，美感十足。

圖2 仿生解剖主義服裝設(shè)計(jì)

2.2 仿生學(xué)在服裝圖案色彩設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

仿生學(xué)在現(xiàn)代時(shí)裝設(shè)計(jì)中的運(yùn)用方法均基于解構(gòu)思維，從服裝搭配的美學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通常與圖案相結(jié)合。仿生學(xué)在服裝圖案設(shè)計(jì)上的應(yīng)用較多，歷史也較為悠久，尤其以少數(shù)民族在扎染、蠟染上的應(yīng)用最為廣泛。扎染、蠟染圖案均是將動(dòng)植物的外型經(jīng)過(guò)抽象、夸張或?qū)憣?shí)處理后再應(yīng)用于服裝，表達(dá)出人們對(duì)美好生活的向往和期待。如魚(yú)紋圖案在貴州地區(qū)蠟染中的使用，此類(lèi)圖案在使用的過(guò)程中通常將魚(yú)的體型設(shè)計(jì)得較為肥大，周?chē)c(diǎn)綴魚(yú)籽或魚(yú)苗，這源于人們對(duì)魚(yú)類(lèi)強(qiáng)大生殖能力的崇拜，期待對(duì)子多孫。現(xiàn)代服裝設(shè)計(jì)中利用仿生圖案的案例比比皆是。如圖3中的豹紋圖案時(shí)裝設(shè)計(jì)，充分模擬豹子皮毛上大小不一的斑點(diǎn)圖案，黑白色彩的間隔隨機(jī)交替，渾然天成，歌星Nicki Minaj穿著此服裝，體現(xiàn)了野性的魅力，增強(qiáng)了舞臺(tái)氛圍。仿生圖案的設(shè)計(jì)并不僅僅局限于對(duì)動(dòng)植物的寫(xiě)實(shí)或夸張描繪，還存在很多對(duì)紋理圖形的模擬，如木紋時(shí)裝紋理的設(shè)計(jì)，蛇的抽象仿生圖案，二次處理設(shè)計(jì)的龍紋圖案。由此可見(jiàn)，仿生在服裝設(shè)計(jì)中具有較大的潛力。

圖3 豹紋圖案色彩服裝設(shè)計(jì)

3 結(jié)語(yǔ)

仿生學(xué)為服裝設(shè)計(jì)提供了大量的靈感與素材，是新型功能服裝與現(xiàn)代時(shí)裝設(shè)計(jì)的重要組成部分。仿生學(xué)在服裝設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循功能、健康、美觀、個(gè)性等原則，根據(jù)服裝的用途加以選擇主次。仿生學(xué)為服裝的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)提供的不僅是靈感與素材，更是一種設(shè)計(jì)思路與設(shè)計(jì)理念。相信隨著材料科學(xué)與數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步，仿生在服裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用將更加廣泛與深入，釋放出巨大的市場(chǎng)潛能。