仿生材料與結構在裝飾設計中的應用美學研究

王南南

1.源自自然的材料

人類經(jīng)歷了由自然直接提供到向自然模仿學習的過程，這個過程是十分漫長的，從學習自然表面到學習自然結構性質，這都是人類在探索自然、探索美的道路上不斷摸索的成果。

“愛美之心人皆有之”，如今人們不僅重視自身的裝飾，對生活的各個方面要求都越來越高，原生態(tài)的設計已經(jīng)在我們生活中占據(jù)越來越重要的地位，對建筑室內設計的材料、結構方面的追求也越來越接近自然。大自然是最好的設計師，自然界中處處充滿著優(yōu)良的設計，就仿佛是取之不盡、用之不竭的設計資源庫。

如今的生活已經(jīng)離不開設計的裝點，裝飾設計在生活中已必不可少，裝飾中所用材料隨著科技的發(fā)展也是日新月異，人們對美的追求從未止步，裝飾設計中的美學離不開材料的更新與發(fā)展，材料的發(fā)展日新月異，有智能化、復合化、能動化、環(huán)境化的趨勢，這些方面的功能正是仿生材料發(fā)展的特點。自然生物是天生的材料創(chuàng)造者，仿生材料是我們仿照大自然的功能，增加生活的美學，這些材料能夠在生活中運用，不僅為生活增加了便利，更能展示裝飾設計的應用美學，學會應用材料，學會分配美學，生活才能充滿生機。

材料的科學一直是人類不斷革新不斷探索的領域，仿生材料更是材料學中的一個獨特存在，仿生材料根據(jù)各種生物獨特的結構滿足我們對各行業(yè)材料要求的某種特質，科技的進步幫助我們認識了更多相似結構的材料，這類材料的出現(xiàn)給我們生活帶來許多的便利，突破了人類對材料運用的一些限制，這些來自自然的材料，是智慧和科技的結合[1]。

2.材料中的超疏水

人們常說風過不留痕，現(xiàn)在也可以做到水過不留痕，那就是液體的克星超疏水材料，超疏水的神奇魔力，任何液體都不留痕跡。物體本身的濕潤性會決定疏水或者親水，而在生活中大部分事物都具有親水性，比如衣物類、石板類、木材類等，無論是浸濕在水里或是其他液體內都不能避免濕潤的效果，但也有一部分事物是具有疏水性的，如植物、金屬等，超疏水涂層就為我們生活中的裝飾提供了很多便利。超疏水材料就像兩個有吸力彈性的小球，是通過無機硅酸鹽、活性二氧化碳、專用催化劑及其他功能助劑通過納米技術配制而成，并通過構造粗糙的微觀結構來獲得超疏水表面。

出淤泥而不染就是超疏水自清潔的特性，這種特性被廣泛地應用在各個領域，荷葉具有的超疏水特性，即是荷葉葉層表面具有的脫附、防粘、疏水、自清潔等功能，不僅植物有這種功能，一些昆蟲足也具有這一特性。例如，被稱為水上漂的昆蟲水黽，腳上有溝槽，急流雨水都不怕，利用自然中生物的這些特性，我們制作出方便人類生存、使用的各種材料，這些材料在生活中不僅節(jié)省了人們的打掃時間，使人們的生活也能保持美的視覺享受，人們一直追求的無塵家居能夠得以實現(xiàn)。在中國農村，灰塵每天圍在人們身邊，即使每天打掃一遍，家具也會蒙塵，超疏水材料就為我們解決了這個問題，將超疏水仿生材料，例如，玻璃、瓷磚、衛(wèi)生潔具、塑料、漆面、金屬等應用在裝飾設計中，可以減少塵污、美化生存環(huán)境[2]。

自清潔作用除了荷葉，蝴蝶也具有這種作用，雨后蝴蝶的翅膀并不會被雨水淋濕，那是因為蝴蝶具有絢麗多彩結構色的光子晶體材料，因為蝴蝶翅膀是由微米尺寸的鱗片交叉覆蓋，每個鱗片上又分布著排列整齊的納米條狀結構，每個納米條帶由傾斜的周期性片層堆積而成，這種周期性的排列微觀結構使它具有非常好的自清潔性，而且具有非常特殊的結構色。自然中的生物具有的特性都是適應環(huán)境所得，是生物生存發(fā)展的最好見證，人類隨著技術的進步也在緊跟自然的腳步。

這種自清潔的材料用在室內設計中，會為我們的生活增加很多便利，減少塵污造成的不美觀，可以作為建筑遮光罩、運動場看臺頂面、餐廳棚蓋等使用，多應用在展覽館、博物館、停車場等處。它具有靠雨水就可以清除主要污垢的特性，大大便利了人們的生活，減少了塵污造成的不美觀，節(jié)約時間成本。

3.仿生結構美學的發(fā)現(xiàn)及應用

仿生結構在我們生活的社會中經(jīng)常可以見到，不僅僅具有一定的裝飾美，更突了它的結構美，與裝飾搭配包含科學技術，這就是多樣化的自然展現(xiàn)。

3.1 木材構造圖案的包裝仿生設計

木材是生活中經(jīng)常見到的原生態(tài)材料，如此普通的材料你是否注意過它的構造美，獨特的紋理特征，是大自然的畫筆勾勒的線條美，木材的宏觀構造因其切割的方位不同有其獨特的紋理造型，設計師運用這些花紋樣式設計出獨特的紋樣進行裝飾，經(jīng)常采用木材這種原生態(tài)的材料，更仿照它的結構來豐富裝飾生活的點滴，作為包裝設計的紋樣，帶給我們接近自然的設計感，仿生紋理中的美學，自然紋樣的展示，通過簡單的樣式在大都市的室內設計中就能帶給我們感受自然的機會，目之所及處處有自然裝飾美。仿生材料不僅有功能美學，也有結構美學，這些都是大自然賦予人類豐富的物資，都是自然給人類生活的參照，中國傳統(tǒng)室內裝飾都喜歡運用木制品，實木的桌椅家具、木質的房屋構造，生活中處處都是自然的氣息，現(xiàn)在的人們在室內裝飾中更傾向回歸自然保持純真的生活態(tài)度，簡約自然的風格是我們生活在繁雜社會中一種獨特的放松方式，更是一種對美的追求和對生活的享受[3]。

材料原生態(tài)的美成為生活裝飾的亮點，生活中處處有設計，大自然賦予我們的設計美更加符合生物的結構與組織需求。

3.2 靈動的建筑與仿生的藝術

高迪的建筑之美從建筑設計方面就可以有所了解，高迪認為自然界是沒有直線存在的，直線屬于人類，而曲線才屬于上帝。正如他所說過的：“藝術必須出自大自然，因為大自然已為人們創(chuàng)造出最獨特美麗的造型。”

賞析高迪設計的建筑，可以從中發(fā)現(xiàn)與生活中常見建筑的多種不同，結構不同、造型不同、材料不同，這些不同使高迪設計的建筑有了獨特的魅力。巴特羅公寓獨特的造型吸引了眾多目光，它獨特的外觀正是它最大的特點，外墻造型采用了陶瓷進行裝飾，整體色調只有藍色和綠色，多么奇異的一種色彩組合，看到巴特羅公寓仿佛置身畫中，那絢爛的色彩，大膽的用色，猶如梵高的畫作，和諧而鮮艷，靈動而充滿幻想，線條的優(yōu)美又仿佛自然的手筆[4]。

從高迪的建筑中可以發(fā)現(xiàn)自然的靈感，建筑的裝飾外觀有仿生美學的內涵，靈動的線條減少了建筑的造型約束，增加了自然的自由感。隨意隨心，墻面的曲線造型富有動感，巴特羅公寓很好地將伊斯蘭風格和哥特式風格結合起來，完美展現(xiàn)了自然的曲線美。

3.3 建筑中的空間規(guī)劃

馬克思說，蜜蜂筑蜂房的本領，使人間的許多建筑師感到慚愧。

通過觀察蜜蜂蜂巢的外形構造，我們可以看出蜜蜂的蜂巢都是六邊形排列整齊有規(guī)律，并且每個角度都是70°32′，體積是0.25 cm3，按照工程建造的原理來看，蜂巢結構精巧，每個蜂巢所占面積最小。

斯洛文尼亞海邊公寓就是蜂巢結構的建筑，雖然空間狹小，但是使用面積很大，可以給貧困的家庭使用，根據(jù)圖片我們可以看出斯洛文尼亞海邊公寓造型獨特，裝飾性極強，每一個小的空間又有獨特的色彩區(qū)分，同時為海邊公寓節(jié)省空間增加一道靚麗的景色，簡單的空間分布滿足了空間利用和人類的需求，空間雖小，空間裝飾利用合理，會使我們的生活更加便捷。

眾所周知，日本是一個島國，人口眾多，蜂巢賓館就是給那些像蜜蜂一樣辛勤的低薪階層使用的，這個蜂巢賓館有幾百個房艙，可以容納多人居住，每個房間實際面積只有2.28m3，大大節(jié)省了居住空間，像蜂巢一樣的組合房間，既講究自然規(guī)律，又有幾何美，將功能與美學相結合，既節(jié)省了空間，又起到裝飾作用。

小小蜂窩竟會帶給我們如此的創(chuàng)造和變化，室內設計就是利用有限的空間滿足各個層次人的需求，學習自然的空間規(guī)劃，或許會帶來意想不到的效果。

3.4 自然結構的美學

天津博物館外形像展開翅膀的天鵝，把長長的脖子伸下去展現(xiàn)一個非常優(yōu)美的形態(tài)，就像展翅飛翔的天鵝一樣，采用了浪漫主義的思維觀進行設計，俯瞰天津博物館能感受到仿生學的結構美，天鵝的造型使天津博物館充滿了生機。

中國恐龍館、滑鐵盧火車站、悉尼歌劇院、美國耶魯大學冰球館、英國國家航天中心、鳥巢等等無不包含了仿生學，都用其獨特的結構賦予建筑活力和生命。

4.結語

物競天擇，適者生存，自然界中生物經(jīng)過自然選擇留存下來都具有一定的獨特性質，才能在這億萬年的自然變遷中得以繁衍。同時，自然也賦予人類無盡的財富，自然生物優(yōu)異的功能，為我們提供了學習的資源素材。

仿生技術是了解自然、學習自然，與科技結合，甚至能超越自然的存在，這些材料、結構為人類的生活增添了便利，在其中我們能發(fā)現(xiàn)自然的智慧、材料的美學，仿生材料不僅僅是材料的發(fā)展，也是裝飾設計的進步，有了這些特定功能材料與結構的裝飾，設計在應用方面才能展現(xiàn)得更加獨特。